[發明專利]分布式半實物仿真航天器健康管理系統區域推理機

有效

• 申請號: 201710474108.8
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN109100952B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 于勁松;王昊飛;唐偉旗;唐荻音;高占寶;劉浩
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種分布式半實物仿真航天器健康管理系統區域推理機及其實現方法，所述區域推理機主要包含機載仿真管理器、仿真數據源推進器、仿真解算器三個部分；所述仿真管理器負責管理各仿真成員信息、數據接收和發送，以及數據解析工作；仿真數據源推進器用于模型驅動，通過對象模型的加載解算推進仿真數據源；仿真解算器用于執行數據處理及演示，完成航天器健康管理的職能。本發明使用嵌入式強實時操作系統VxWorks作為機載推理機主機操作系統，推理機機載部分管理器與模型仿真模塊間使用命令/響應式1553B總線通信，具有極高的實時性與穩定性，最大程度模擬真實飛行過程中數據采集、數據傳輸、數據處理過程。

技術領域

本發明涉及飛機健康管理技術，尤其涉及一種分布式半實物仿真航天器健康管理系統區域推理機。

背景技術

現代的飛機是由導航系統、控制系統、動力系統、通信系統等多個子系統組成的復雜工程系統，其中的一些子系統本身也屬于復雜工程系統。在復雜工程系統上應用綜合健康管理技術可以提高系統安全性和任務可靠性。

復雜航天器系統結構與功能交聯依賴關系復雜，長期在軌運行與可重復性發射航天器系統健康管理架構往往采用多處理器分布形式，包括系統機健康管理推理機和分管部分系統的區域推理機構成，區域推理機是航天器健康管理系統的重要組成部分，也是構成健康管理系統的基礎，其硬件結構、算法與系統級健康推理機具有相似性，因此開展相關區域推理機研制開發，將為后續大型復雜航天器健康管理系統的設計奠定基礎。

在健康管理系統體系結構的研究方面，美國波音公司、史密斯航天公司、華盛頓大學聯合開發了集成健康管理系統項目管理、評估、開發到驗證的系列軟件工具，并依據國際標準OSA/CBM建立了七個層次的健康管理的分層體系結構，分別為：數據采集層、數據處理層、狀態監測層、健康評估層、預測診斷層、決策支持層和表示層。

分布式仿真是一種新興的仿真技術，它使用相同標準的數據接口和協議，通過局部通訊網絡將地域上分散的人、仿真設備及系統有機地聯為一體，形成一個可以與人交互的、時空一致的綜合仿真環境。該技術允許為了各自目的而設計的系統、不同時期的技術、不同供應商的產品、不同的服務平臺連接在一起。

目前，國內飛機健康管理技術的研究仍處在起步階段，飛機健康管理系統正在從全仿真走向半實物仿真階段。

發明內容

本發明為了解決機載健康管理仿真實物化的需求，提供一種分布式半實物仿真航天器健康管理系統區域推理機及其實現方法。本發明方法所構建的區域推理機可用于各種機載設備在線及離線健康管理。

分布式半實物仿真航天器健康管理系統區域推理機，其特征在于：所述仿真平臺主要成員包括機載仿真管理器、仿真數據源推進器、仿真解算器三個部分；所述仿真管理器負責管理各仿真成員信息、數據接收和發送，以及數據解析工作；仿真數據源推進器用于模型驅動，通過對象模型的加載解算推進仿真數據源；仿真解算器用于執行數據處理及演示，完成航天器健康管理的職能。

所述的分布式半實物仿真航天器健康管理系統區域推理機，其特征在于：所述的機載仿真管理器使用cPCI主控卡，搭載VxWorks操作系統，其包括數據管理模塊，仿真控制模塊，通信服務器模塊及標準輸入/輸出模塊。其中數據管理模塊用于存儲航天器健康管理系統運行數據；仿真控制模塊屬于仿真邏輯層，負責運行仿真的主體邏輯；通信服務器模塊包含TCP/IP通信服務器模塊及1553B通信服務器模塊，負責仿真管理器與各仿真成員進行數據通信；標準輸入/輸出模塊主要用于測試，可提供控制臺用戶操作界面，用戶可通過該界面實現對仿真管理器的訪問和控制。