[發明專利]一種航空發動機控制系統多用戶協同仿真的資源調度方法

在審

• 申請號: 201710432159.4
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107292500A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 于兵;曹燦;胡忠志
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F17/50
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 吳樹山

技術領域

本發明屬于航空發動機控制系統數值仿真技術領域，特別涉及一種航空發動機控制系統多用戶協同仿真的資源調度方法。

背景技術

航空推進系統的研發涉及到氣動熱力學、燃燒學、傳熱學、結構強度、電子控制技術等諸多學科，技術難度大、研發周期長、研制費用高，是一個國家科技工業水平和綜合國力的重要標志。目前，全球各國航空科技界都在積極地尋找高效率、低成本、低風險的航空推進系統的研發方案。

計算機仿真技術是解決上述問題的有效途徑之一，它通過建立對象的數學模型，結合計算流體力學(CFD)、計算機輔助設計技術(CAD)等對航空推進系統進行性能評估及優化設計，可大大縮短航空推進系統研發周期，減少研制費用，同時降低實驗風險。

為了充分利用先進的數字化信息和通訊技術，NASA與美國國防部于1989年正式提出了發展“推進系統數值仿真”技術(Numerical Propulsion System Simulation,簡稱NPSS)的研究計劃。該計劃采用最先進的面向對象及遠程網絡協同工作技術，致力于航空推進系統的多學科綜合仿真，可節約30～40％的發動機研制時間和費用。另據了解，俄、英、法、德、日、印等國都在大力發展航空推進系統數值仿真技術。

中國專利201310440242.8公開了“一種航空發動機控制系統的快速原型仿真方法”，該方法首先建立控制算法模型，利用虛擬儀器技術及實時硬件平臺進行控制系統的原型設計，通過自動代碼生成技術將設計好的航空發動機控制算法模型編譯并下載至實時硬件平臺上，快速建立控制算法原型機；其次，快速控制原型機負責采集發動機模擬器經過信號接口單元后的輸出信號，根據控制指令計算出發動機的相關控制量并發送給發動機模擬器，實現對發動機的閉合回路控制；最后，控制系統設計者通過監控計算機實時觀測控制效果，根據設計者對控制系統的性能要求不斷對控制算法模型進行修改，重復快速控制原型機閉合回路仿真過程，直至滿足控制系統設計者的要求。但該方法還存在以下明顯不足：一是用戶無法在線地修改航空發動機控制系統中的傳感器模型和執行機構模型，因為該方法所述的航空發動機控制系統沒有為用戶提供在線地修改傳感器模型及執行機構模型的接口；二是當用戶對控制算法模型進行修改后，新的控制算法模型會直接替換原有版本，因此無法做到對于控制算法模型的版本控制；三是不具有多用戶協同設計和集成的功能。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足而提供一種航空發動機控制系統多用戶協同仿真的資源調度方法，本發明的多用戶協同仿真的資源調度方法能夠滿足航空發動機控制系統研發的底層需求，可以避免航空發動機控制系統建模時的重復工作，同時允許用戶在線地修改控制器/傳感器/執行機構模型，另外還支持多用戶協同設計和集成，從而大大地提高了研發效率，降低了研發成本。

根據本發明提出的一種航空發動機控制系統多用戶協同仿真的資源調度方法，其特征在于：所述航空發動機控制系統多用戶協同仿真包括服務器、客戶端和模型端，所述客戶端與服務器以及所述客戶端與模型端之間均通過TCP Socket通信協議進行數據通信；其中：所述模型端包含多個部件級的航空發動機模型、航空發動機控制器模型、傳感器模型和執行機構模型；所述客戶端被用于用戶與仿真系統的交互，所述交互包括連接/斷開服務器、發動機模型選擇、上傳用戶自行設計的控制器/傳感器/執行機構模型、飛行條件設定、發動機模型啟動和發動機運行參數顯示；所述服務器包含監聽模塊及模型調用模塊，所述服務器為每一個新接入的用戶創建個人工作空間，再將所述模型端拷貝至所述個人工作空間并生成模型副本，然后所述服務器斷開與所述客戶端的連接，所述客戶端再連接至所述模型副本，所述用戶與所述模型副本一一對應，所述用戶之間互不影響，同時所述用戶對所述模型副本所做的改動也不會影響所述模型端；當多個用戶的工作需要集成時，在集成工作空間內，由集成工程師經審核、集成、驗證及提交后完成集成工作，從而實現多用戶協同設計和集成的功能。

本發明提出的一種航空發動機控制系統多用戶協同仿真的資源調度方法的進一步的優選方案是：

所述模型端還包括發動機模型模塊及Socket通信模塊；所述模型端預先被編譯生成為可執行文件，系統運行時由所述服務器調用該可執行文件；所述模型端被調用時，首先開啟所述服務器Socket等待用戶連接，當所述用戶連接成功，所述模型端接收由所述用戶設定的飛行狀態參數，所述發動機模型運行，然后將各狀態參數反饋給所述客戶端；當所述客戶端斷開連接時，所述模型端自動關閉進程，從而釋放資源，保證系統穩定高效地運行。