專利名稱：一種具有高實(shí)時(shí)性的飛行仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛行器飛行姿態(tài)地面半實(shí)物仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以及該系統(tǒng)中的重要物 理效應(yīng)設(shè)備和通信擴(kuò)展接口 ；尤其涉及一種具有高實(shí)時(shí)性的飛行仿真系統(tǒng)，它適用于飛行 器地面飛行姿態(tài)半實(shí)物仿真試驗(yàn)及全系統(tǒng)地面試驗(yàn)，屬于飛行控制與仿真技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛行器地面半實(shí)物仿真技術(shù)在飛行器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和整個(gè)研發(fā)過程中具有重要的工 程意義，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。完整的閉環(huán)半實(shí)物仿真系統(tǒng)主要由仿真計(jì)算機(jī)、 物理效應(yīng)設(shè)備和接口設(shè)備組成，其中物理效益設(shè)備是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真所需要的重要中間環(huán) 節(jié)，用于模擬復(fù)現(xiàn)真實(shí)世界的物理環(huán)境，但這些設(shè)備的引入必然給仿真系統(tǒng)帶來失真和誤 差，其動(dòng)態(tài)特性、靜態(tài)特性和時(shí)間延遲都將對(duì)整個(gè)仿真系統(tǒng)的置信度和精度產(chǎn)生重要影響。 實(shí)時(shí)性是衡量半實(shí)物仿真系統(tǒng)仿真能力的關(guān)鍵指標(biāo)。飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)是進(jìn)行飛行器飛行姿態(tài)地面半實(shí)物仿真試驗(yàn)的重要物理效應(yīng)設(shè)備， 具有內(nèi)、中、外三個(gè)框架，用于模擬飛行器在空間姿態(tài)角度和角速度的變化，其主要功能是 模擬飛行器三個(gè)自由度的角運(yùn)動(dòng)，復(fù)現(xiàn)飛行器的姿態(tài)角；在仿真回路中，接收并跟蹤仿真機(jī) 發(fā)送的三框位置指令信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為可被傳感器測(cè)試的物理運(yùn)動(dòng)，為被測(cè)試件提供試驗(yàn) 條件。飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到仿真試驗(yàn)的可靠性和置信度，是保證航空、航天 系統(tǒng)精度和性能的基礎(chǔ)，因此對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)提出了較高的技術(shù)指標(biāo)。目前轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)一般采用集散 控制系統(tǒng)機(jī)制，并具有位置模式、速率模式和仿真模式三種工作模式。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 的發(fā)展，飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)在用于半實(shí)物仿真試驗(yàn)時(shí)，已逐漸由獨(dú)立試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)變?yōu)榘ㄞD(zhuǎn)臺(tái)在 內(nèi)的多個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的仿真試驗(yàn)，甚至形成更大規(guī)模的半實(shí)物仿真試驗(yàn)網(wǎng) 絡(luò)，以滿足越來越復(fù)雜的仿真試驗(yàn)要求?？梢?，研究一種可聯(lián)網(wǎng)控制并具有高實(shí)時(shí)性的飛行 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)具有重要的實(shí)際意義。在半實(shí)物仿真試驗(yàn)中各設(shè)備間的接口通訊方式直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的跟蹤速度、 跟蹤精度、干擾抑制、噪聲衰減等性能。研究高實(shí)時(shí)性、系統(tǒng)配置靈活、可擴(kuò)展能力強(qiáng)的通訊 接口技術(shù)對(duì)整個(gè)仿真系統(tǒng)性能的提升都具有重要的實(shí)際意義?，F(xiàn)在的研究對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的 通訊接口技術(shù)涉及較少。一般仿真系統(tǒng)由于受到系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及通信接口帶寬的限制，仿 真周期大多在5ms以上，由此造成的延時(shí)對(duì)于實(shí)時(shí)性要求較高的飛行仿真試驗(yàn)效果有較大 影響。部分仿真系統(tǒng)采用雙口 RAM卡與仿真計(jì)算機(jī)通信，從而實(shí)現(xiàn)外控模式，雖然提高了硬 件的速度，但由于系統(tǒng)配置復(fù)雜，不能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于多種仿真對(duì)象、多種物理效應(yīng)設(shè) 備以及視景仿真功能的升級(jí)與擴(kuò)展的需求。本文采用反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)及中斷響應(yīng)機(jī)制的 技術(shù)構(gòu)建的仿真系統(tǒng)，利用光纖網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的擴(kuò)展能力以及中斷響應(yīng)機(jī)制在反射內(nèi)存網(wǎng)中的 Ims仿真周期的高速通信能力，使系統(tǒng)具有較高的實(shí)時(shí)性和強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。系統(tǒng)配置靈活 能夠滿足多種飛行器飛行姿態(tài)仿真的性能要求以及多種物理效應(yīng)設(shè)備的集成，并且易于實(shí) 現(xiàn)視景仿真等擴(kuò)展功能的開發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容
1、目的本發(fā)明目的是提供一種具有高實(shí)時(shí)性的飛行仿真系統(tǒng)，它克服了現(xiàn)有技 術(shù)的不足，是一種采用外部光纖網(wǎng)絡(luò)通訊控制，具有高實(shí)時(shí)性和可擴(kuò)展性的飛行仿真系統(tǒng)。2、技術(shù)方案見圖1，本發(fā)明一種具有高實(shí)時(shí)性的飛行仿真系統(tǒng)，由三軸飛行仿真 轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)和外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大部分組成。它們之間的位置連接關(guān)系是三軸飛行仿 真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)是物理效應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是物理效應(yīng)指令的發(fā)出者，外部 控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將仿真的姿態(tài)結(jié)果通過反射光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，由后 者進(jìn)行實(shí)時(shí)的姿態(tài)響應(yīng)。所述三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，包括三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1、三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控 制上位機(jī)2和三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3，采用了集散式控制機(jī)制，以上、下位機(jī)形成 兩級(jí)控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分散直接控制和集中綜合監(jiān)控管理功能。它們之間的位置連 接關(guān)系是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1為安裝慣性導(dǎo)航單元的直接物理效應(yīng)輸出設(shè)備，它與 三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3通過電纜直接相連，后者將姿態(tài)控制信號(hào)傳送給前者的控 制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)前者三框的角度控制，對(duì)安裝在其上的慣性導(dǎo)航單元產(chǎn)生姿態(tài)的激勵(lì)輸入。 三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2與三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3之間采用網(wǎng)絡(luò)形式進(jìn)行 通訊，選用100M高速以太網(wǎng)卡所述外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括光纖交換機(jī)4、CPCI仿真機(jī)5和仿真控制開發(fā)主機(jī) 6 ；它們之間的位置連接關(guān)系是仿真控制開發(fā)主機(jī)6將設(shè)計(jì)的控制律及模型的仿真代碼下 載到CPCI仿真機(jī)5，后者將模型計(jì)算的姿態(tài)數(shù)據(jù)通過光纖交換機(jī)4實(shí)時(shí)傳送給三軸飛行仿 真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3，從而實(shí)現(xiàn)三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1的實(shí)時(shí)仿真運(yùn)動(dòng)。該三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1，是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的主體部分，主要由內(nèi)中外 三個(gè)框架、軸系、底座和驅(qū)動(dòng)測(cè)量部件組成；它們之間的位置連接關(guān)系是底座上端面安裝 外框軸系，中框軸系置于外框架上，內(nèi)框軸系置于中框架上，電機(jī)、碼盤和導(dǎo)電環(huán)同軸安裝。 該底座采用HT200鑄件，底部安裝有三個(gè)可調(diào)地腳用于調(diào)整臺(tái)體的水平；該內(nèi)中外三個(gè)框 架及軸系為“U-0-0”型立式結(jié)構(gòu)，即外框架為U型框式結(jié)構(gòu)，中框架和內(nèi)框架為全封閉0型 框架結(jié)構(gòu)，各框架均裝有定位銷，以方便運(yùn)輸及負(fù)載安裝，內(nèi)框架旋轉(zhuǎn)代表飛行器的滾轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，中框架旋轉(zhuǎn)代表飛行器的俯仰運(yùn)動(dòng)，外框架旋轉(zhuǎn)代表飛行器的偏航運(yùn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)部件是 精密直流力矩電機(jī)，直接驅(qū)動(dòng)三個(gè)框架運(yùn)動(dòng)；該測(cè)量部件是光電編碼盤，測(cè)量三個(gè)框架的角 位置。三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1接收來自三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3的指令信號(hào)，復(fù) 現(xiàn)飛行器的飛行姿態(tài)。該三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2，采用臺(tái)灣研華公司的PIIIlG工控機(jī)，19〃標(biāo) 準(zhǔn)機(jī)箱，上位機(jī)軟件運(yùn)行平臺(tái)可以為Windows 98,Windows 2000和Windows XP等操作系統(tǒng) 之一，軟件開發(fā)平臺(tái)為Visual C++6.0。三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2為操作者提供人 機(jī)界面，是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的集中監(jiān)控、綜合管理級(jí)，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線綜合管 理、性能檢測(cè)、安全保護(hù)及監(jiān)控功能。三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2可設(shè)置三軸飛行仿真 轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)在三種工作模式工作下仿真模式、位置模式和速率模式。設(shè)置在位置模式時(shí)，通 過控制上位機(jī)2可直接設(shè)置并發(fā)送三框位置指令至控制下位機(jī)3，實(shí)現(xiàn)對(duì)三軸飛行仿真轉(zhuǎn) 臺(tái)臺(tái)體1的角度控制，該工作模式可用于仿真試驗(yàn)進(jìn)行前驗(yàn)證系統(tǒng)工作是否正常，同時(shí)也 可對(duì)相關(guān)導(dǎo)航電子設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)位置測(cè)試；設(shè)置在速率模式時(shí)，通過控制上位機(jī)2可直接設(shè)置并發(fā)送三框速率指令至控制下位機(jī)3，實(shí)現(xiàn)對(duì)三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1的速率控制，該 工作模式可用于仿真試驗(yàn)進(jìn)行前驗(yàn)證系統(tǒng)工作是否正常，同時(shí)也可對(duì)相關(guān)導(dǎo)航電子設(shè)備進(jìn) 行靜態(tài)速率測(cè)試；設(shè)置在仿真模式時(shí)，三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)可直接由控制下位機(jī)3接收 CPCI仿真機(jī)5發(fā)送的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，將飛行器飛行過程所實(shí)測(cè)得的三維姿態(tài)角數(shù)據(jù)或由飛 行器數(shù)學(xué)模型解算的三維姿態(tài)角數(shù)據(jù)傳送到下位機(jī)系統(tǒng)中，用以復(fù)現(xiàn)飛行器的偏航、俯仰 和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使安裝在內(nèi)框上的慣性導(dǎo)航單元能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量得到飛行器的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)， 進(jìn)行地面仿真試驗(yàn)。仿真工作模式是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2軟件的核心，為系統(tǒng) 仿真試驗(yàn)提供服務(wù)。該三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3，采用臺(tái)灣研華公司的PIIIlG工控機(jī)，19〃 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，下位機(jī)軟件運(yùn)行于單任務(wù)處理的D0S6. 22操作系統(tǒng)，軟件開發(fā)平臺(tái)為Borland C++3. 1，程序流程見圖7。三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3是轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)的直接控制級(jí)， 構(gòu)成轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)、中、外三個(gè)框的伺服控制系統(tǒng)，接收三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)2發(fā)出的指 令，實(shí)現(xiàn)對(duì)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。配置有仿真通訊卡及符合規(guī)定的通訊協(xié)議的接口軟件 模塊，仿真周期時(shí)間可設(shè)置，最小仿真周期為1ms。仿真通訊卡選用美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn) 的型號(hào)為VMIPCI-5565反射內(nèi)存卡，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包大小從4到64字節(jié)，雙DMA通道使得CPU 的負(fù)擔(dān)降到最小，支持高達(dá)128MB RAM,穩(wěn)定的170MB/s傳輸速率，經(jīng)過實(shí)際仿真測(cè)試性能 可靠穩(wěn)定。該光纖交換機(jī)4選用美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn)的型號(hào)為VMIACC-5595光纖交換機(jī)， 有1到8個(gè)口可配置，可插拔收發(fā)器，支持單?；蛘叨嗄ＤＪ?，可用于構(gòu)建星形反射內(nèi)存光 纖網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲小于700ns。該CPCI仿真機(jī)5采用德國(guó)RITTAL公司的DK-PS型服務(wù)器機(jī)柜，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式 設(shè)備，其上安裝德國(guó)ELMA公司生產(chǎn)的CPCI機(jī)箱，提供了 8個(gè)6U插槽用于安裝和擴(kuò)展CPCI 板卡。采用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的Compact PCI (CPCI)總線，同時(shí)為適應(yīng)低成本、開放式和標(biāo) 準(zhǔn)化發(fā)展趨勢(shì)來構(gòu)成高性能、高可靠的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。CPCI總線是一種基于標(biāo)準(zhǔn)PCI總 線的小巧而堅(jiān)固的總線技術(shù)，在電氣、邏輯和軟件方面，與PCI標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。CPCI仿真機(jī) 5采用VxWorks V5. 5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，具有良好的可靠性、卓越的實(shí)時(shí)性、高性能的內(nèi)核以及 友好的用戶開發(fā)環(huán)境。構(gòu)建半實(shí)物仿真系統(tǒng)時(shí)，通過CPCI仿真機(jī)5上的I/O接口將仿真模 型的輸入、輸出分別和實(shí)際系統(tǒng)及仿真外圍設(shè)備連接起來。該仿真控制開發(fā)主機(jī)6，為普通的PC機(jī)，其上安裝Matlab仿真軟件和Tornado用 戶開發(fā)環(huán)境，應(yīng)用神州普惠科技有限公司提供的AppSim仿真軟件，生成可執(zhí)行代碼通過以 太網(wǎng)從仿真控制開發(fā)主機(jī)6下載到CPCI仿真機(jī)5中；同時(shí)，仿真數(shù)據(jù)也可通過以太網(wǎng)傳回 仿真控制開發(fā)主機(jī)6，在仿真控制開發(fā)主機(jī)6上可對(duì)仿真過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。本發(fā)明的原理是本發(fā)明的仿真系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖5所示。仿真控制開發(fā)主機(jī)6是仿真系統(tǒng)幾 乎所有開發(fā)工作賴以完成的主要功能平臺(tái)，它采用Windows操作系統(tǒng)，應(yīng)用Matlab 6.5/ Simulink/Real Time Workshop數(shù)學(xué)建模工具和將模型轉(zhuǎn)換成目標(biāo)實(shí)時(shí)代碼的工具，以及 Vxfforks V5. 5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境Tornado〗.2，并通過AppSim仿真軟件提供的 開發(fā)測(cè)試工具平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)仿真代碼的下載、仿真參數(shù)調(diào)整和監(jiān)控等仿真功能。本發(fā)明的基本操作流程是首先在仿真控制開發(fā)主機(jī)6上，應(yīng)用Matlab的Simulink模塊建立仿真模型，通過RTW實(shí)時(shí)工作空間提供的外部模式功能，直接由 Simulink的模型生成支持VxWorks V5. 5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的目標(biāo)代碼；運(yùn)行AppSim仿真軟件， 建立與CPCI仿真機(jī)5的網(wǎng)絡(luò)連接，選擇建模完成的仿真模型，下載并運(yùn)行在CPCI仿真機(jī)5 中的VxWorks V5. 5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)通過CPCI仿真機(jī)5的反射內(nèi)存卡接口向三軸飛 行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)發(fā)送實(shí)時(shí)的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，從而完成不同目標(biāo)的仿真試驗(yàn)。3、特點(diǎn)(1)使用Matlab/Simulink建立仿真模型，由RTW實(shí)時(shí)工作空間直接從Simulink 仿真模型中生成針對(duì)應(yīng)用優(yōu)化的、可移植的代碼，并根據(jù)目標(biāo)配置自動(dòng)生成目標(biāo)環(huán)境下的 程序。通過這種方式可加速仿真過程，同時(shí)也可生成可在不同的快速原型化實(shí)時(shí)環(huán)境目標(biāo) 下運(yùn)行的程序，大大縮短了開發(fā)周期，并能從代碼質(zhì)量的環(huán)節(jié)對(duì)半實(shí)物仿真實(shí)時(shí)性提供了 很好的支持。(2)仿真機(jī)硬件采用CPCI總線型式，軟件采用VxWorks V5. 5嵌入式實(shí)時(shí)操作系 統(tǒng)。軟件和硬件均可實(shí)現(xiàn)方便擴(kuò)展與裁剪。(3)使用光纖交換機(jī)，可方便組建反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)，具有高實(shí)時(shí)性并且可擴(kuò)展能 力強(qiáng)。(4)仿真通過光纖網(wǎng)絡(luò)與轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的通信采用中斷響應(yīng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)采樣周期為 lms，提高了整個(gè)系統(tǒng)的跟蹤速度、實(shí)時(shí)性及可靠性。CPCI仿真機(jī)5與數(shù)據(jù)發(fā)送相關(guān)的軟件 流程見圖6，與之配合響應(yīng)中斷的三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3的軟件流程圖見圖7。三 軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3的中斷響應(yīng)流程見圖8。(5)AppSim仿真軟件的使用。AppSim仿真軟件是基于MATLAB/Simulink的控制 系統(tǒng)在實(shí)時(shí)環(huán)境下的開發(fā)及測(cè)試工具平臺(tái)。借助MATHW0RKS公司產(chǎn)品(MATLAB/Simulink/ Real Time Workshop)數(shù)學(xué)建模工具和將模型轉(zhuǎn)換成目標(biāo)實(shí)時(shí)代碼工具，用戶可將設(shè)計(jì)好 的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換成基于VxWorks V5. 5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式目標(biāo)仿真代碼，通過AppSim 仿真軟件可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真、快速原型與硬件回路測(cè)試全套解決方案，同時(shí)將Simulink外部 模式的運(yùn)行與實(shí)時(shí)目標(biāo)無(wú)縫集成在了一起，提供了很好的信號(hào)監(jiān)視、參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整功能及 數(shù)據(jù)保存功能。上述5個(gè)特點(diǎn)綜合形成了該飛行仿真系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性和可擴(kuò)展性的重要優(yōu)勢(shì)，彌 補(bǔ)了現(xiàn)有飛行仿真系統(tǒng)不易擴(kuò)展，尤其是實(shí)時(shí)性不夠高的缺陷，可以適用于更多一般及復(fù) 雜飛行器對(duì)象的仿真試驗(yàn)需求，并且容易實(shí)現(xiàn)多種仿真功能的擴(kuò)展，具有更高的實(shí)際應(yīng)用 價(jià)值。


圖1為本發(fā)明的飛行仿真系統(tǒng)配置示意圖；圖2為本發(fā)明的飛行仿真系統(tǒng)光纖網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)示意圖；圖3為本發(fā)明的Matlab/Simulink仿真模型示意圖；圖4為本發(fā)明的AppSim軟件界面示意圖；圖5為本發(fā)明的飛行仿真系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的CPCI仿真機(jī)5軟件流程示意圖；圖7為本發(fā)明的三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3軟件流程示意7
圖8為本發(fā)明的三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3軟件中斷響應(yīng)流程示意圖。圖中符號(hào)說明如下1三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體；2三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)；3三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái) 控制下位機(jī)；4光纖交換機(jī)；5CPCI仿真機(jī)；6仿真控制開發(fā)主機(jī)；圖1中的英文符號(hào)說明如下CPCI (Compact Peripheral Component Interconnect) 一禾中；總線標(biāo)準(zhǔn)；圖2中的英文符號(hào)說明如下VMIPMC-5565、VMIACC-5595、VMIPCI-5565 均為設(shè)備型號(hào)；圖3中的英文符號(hào)說明如下S-Function Simulink模塊中的一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言；Subsysteml、Subsystem〗子系統(tǒng)模塊1和子系統(tǒng)模塊2 ；圖4中的英文符號(hào)說明如下Model selection 模型選擇——Select model 選擇模型；Connect 建立連接；Utilities 用戶配置-Configuration 配置地址；Parameters 調(diào)節(jié)參數(shù)；Model preparation 模型準(zhǔn)備-Open/Compile 打開 / 編譯；Store/Display 設(shè)
置監(jiān)視和保存變量；Load下載；Display圖形顯示；Model execution 仿真運(yùn)行-Execute 啟動(dòng)；Stop 停止；Reset 重新啟動(dòng)；Help
幫助；Data Process 數(shù)據(jù)處理-Get data 獲取數(shù)據(jù)；Transfer 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；Draw line
繪圖；Note 操作日志-status 狀態(tài)；date 日期；time 時(shí)間；description 描述；Exit 退出；圖5中的英文符號(hào)說明如下Windows,Vxfforks 操作系統(tǒng)；Matlab 6. 5,Tornado 2. 2,AppSim 開發(fā)軟件；TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議；1/0輸入和輸出；Target Server目標(biāo)機(jī)
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式第一步進(jìn)行系統(tǒng)硬件環(huán)境的構(gòu)建。首先根據(jù)系統(tǒng)組成構(gòu)建如圖1仿真系統(tǒng)的硬件環(huán)境。其中三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng) 為成熟產(chǎn)品，本發(fā)明采用北航自動(dòng)化學(xué)院研制的轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，包括三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1、 三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2、三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3 ；光纖交換機(jī)4采用美國(guó) 通用電氣公司生產(chǎn)的型號(hào)為VMIACC-5595光纖交換機(jī)；外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的CPCI仿真機(jī) 5和仿真控制開發(fā)主機(jī)6均為貨架產(chǎn)品，其中CPCI仿真機(jī)5中的反射內(nèi)存卡選用美國(guó)通用 電氣公司生產(chǎn)的型號(hào)為VMIPMC-5565反射內(nèi)存卡。三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)中三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1與三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下 位機(jī)3直接相連，三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3將姿態(tài)控制信號(hào)發(fā)送給直流力矩電機(jī)，實(shí) 現(xiàn)對(duì)飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1的控制；三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2通過100M高速以太網(wǎng)卡 與三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)命令設(shè)置及數(shù)據(jù)傳輸。
依照?qǐng)D2完成系統(tǒng)光纖網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)。仿真控制開發(fā)主機(jī)6與CPCI仿真機(jī)5通過以 太網(wǎng)絡(luò)，采用普通點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)線連接；第一個(gè)反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的VMIPMC-5565反射內(nèi) 存卡安裝在CPCI仿真機(jī)5內(nèi)與VMIACC-5595光纖交換機(jī)通過LC/LC多模光纖線相連。第 二個(gè)反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的VMIPCI-5565反射內(nèi)存卡安裝在三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制 下位機(jī)3內(nèi)與VMIACC-5595光纖交換機(jī)通過LC/LC多模光纖線相連。如進(jìn)行擴(kuò)展方案，例 如加入視景仿真功能，則第三個(gè)反射內(nèi)存光纖絡(luò)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)的VMIPCI-5565反射內(nèi)存卡可安 裝在視景仿真機(jī)內(nèi)與VMIACC-5595光纖交換機(jī)通過LC/LC多模光纖線相連，系統(tǒng)擴(kuò)展十分 便捷。第二步進(jìn)行系統(tǒng)軟件的配置。本發(fā)明飛行仿真系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖5所示。仿真控制開發(fā)主機(jī)6中安裝Matlab 6. 5,Vxfforks V5. 5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的集成開發(fā) 環(huán)境Tornado2. 2和Appsim仿真軟件，CPCI仿真機(jī)5中安裝有VxWorks V5. 5實(shí)時(shí)操作系 統(tǒng)。在仿真控制開發(fā)主機(jī)6中打開Matlab/Simulink數(shù)學(xué)建模工具，在仿真參數(shù)設(shè)置菜單 solver選項(xiàng)卡中設(shè)置仿真方式為單任務(wù)模式，同時(shí)設(shè)定仿真步長(zhǎng)為0. OOls ；在real-time workshop選項(xiàng)卡中，選擇對(duì)應(yīng)的目標(biāo)類型為APPSSIMO. tic神州普惠實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，代碼生 成選項(xiàng)設(shè)置為外部模式。三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2軟件采用可視化編程語(yǔ)言VC++編制，將其設(shè)置為 仿真工作模式，等待CPCI仿真機(jī)5發(fā)送控制指令。第三步進(jìn)行CPCI仿真機(jī)5仿真軟件的編寫。設(shè)置完成后，在Matlab/Simulink中建立如圖3的仿真模型，選擇RTW實(shí)時(shí)工作空 間為外部工作模式，并對(duì)模型進(jìn)行編譯后可生成基于VxWorks V5. 5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式目 標(biāo)仿真代碼，將該代碼結(jié)合數(shù)據(jù)發(fā)送程序下載到CPCI仿真機(jī)5中運(yùn)行。最終運(yùn)行在CPCI仿 真機(jī)5中的軟件流程圖見圖6，首先進(jìn)行反射內(nèi)存卡中斷向量寄存器的設(shè)置，用于實(shí)現(xiàn)在中 斷模式下的姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送，然后初始化數(shù)據(jù)變量以及標(biāo)志位，完成初始化以后進(jìn)入Ims周 期性循環(huán)發(fā)數(shù)，循環(huán)中首先進(jìn)行判斷標(biāo)志位，如果標(biāo)志位為“O”表示三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制 下位機(jī)3已經(jīng)讀取了發(fā)送的姿態(tài)數(shù)據(jù)，此時(shí)可以發(fā)送新的數(shù)據(jù)，如果不為“O”則進(jìn)行查詢判 斷直到三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3完成數(shù)據(jù)的讀取。判斷完成后即可發(fā)送新的姿態(tài)指 令數(shù)據(jù)，并將標(biāo)志位重置為“ 1”，表示有新的數(shù)據(jù)尚未被讀取，最后向三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控 制下位機(jī)3發(fā)送中斷指令，完成數(shù)據(jù)發(fā)送流程，轉(zhuǎn)入仿真的其他任務(wù)流程直到當(dāng)前周期結(jié) 束ο第四步進(jìn)行三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3軟件的編寫。三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3的軟件流程圖見圖7，該程序初始化完成后即等 待三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2的指令，分別可進(jìn)入“設(shè)置參數(shù)”、“測(cè)控、演示、歸零”、“仿 真運(yùn)行”和“退出”四種狀態(tài)。其中“設(shè)置參數(shù)”用于修改轉(zhuǎn)臺(tái)的控制參數(shù)；“測(cè)控、演示、歸 零”、“仿真運(yùn)行”均調(diào)用相應(yīng)實(shí)時(shí)控制模塊，可使轉(zhuǎn)臺(tái)分別工作在仿真模式、位置模式和速 率模式，并將執(zhí)行狀態(tài)返回給三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2 ；“退出”即退出實(shí)時(shí)控制模 塊，同時(shí)記錄保存數(shù)據(jù)文件，將狀態(tài)上報(bào)給三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)2準(zhǔn)備退出，最后 程序結(jié)束。仿真模式是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的重點(diǎn)工作模式，三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下 位機(jī)3軟件的實(shí)時(shí)控制模塊是實(shí)現(xiàn)對(duì)三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1實(shí)時(shí)控制的關(guān)鍵。為保證 在Ims周期下能夠收到正確的姿態(tài)指令數(shù)據(jù)，控制三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體1執(zhí)行作動(dòng)，采
9用中斷機(jī)制并配合響應(yīng)來自CPCI仿真機(jī)5的周期中斷指令，三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位 機(jī)3的中斷響應(yīng)流程圖見圖8。該三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3收到來自CPCI仿真機(jī)5 的中斷指令以后，首先判斷標(biāo)志位如果標(biāo)志位為“1”，表示仿真機(jī)新的姿態(tài)數(shù)據(jù)指令已經(jīng) 發(fā)送，則讀取來自反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并與上一周期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果相同則 直接跳過轉(zhuǎn)臺(tái)控制程序，如果不同則將新的數(shù)據(jù)發(fā)送給實(shí)時(shí)控制模塊程序計(jì)算控制信號(hào)輸 出進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)姿態(tài)的控制，完成后均將標(biāo)志位置為“0”，表示新數(shù)據(jù)讀取完畢，然后退出中斷； 如果不為“ 1，，則表明數(shù)據(jù)狀態(tài)異常，設(shè)置故障字為“ 1 ”，然后退出中斷。若擴(kuò)展視景仿真功能，則需要對(duì)視景仿真機(jī)進(jìn)行軟件的編寫。視景仿真系統(tǒng)軟件 包括視景圖形實(shí)時(shí)顯示及處理功能和姿態(tài)、位置數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集功能，視景圖形實(shí)時(shí)顯示及 處理功能與本發(fā)明無(wú)關(guān)，不進(jìn)行贅述。視景顯示對(duì)象的姿態(tài)及位置參數(shù)是來自反射內(nèi)存光 纖網(wǎng)絡(luò)，由CPCI仿真機(jī)5發(fā)送，視景仿真機(jī)可采用中斷的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，此程序與三軸 飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)3的中斷響應(yīng)程序相同。第五步開展系統(tǒng)仿真試驗(yàn)。打開AppSim仿真軟件(界面如圖4所示)，設(shè)置目標(biāo)機(jī)和開發(fā)主機(jī)的IP，建立目 標(biāo)機(jī)與開發(fā)主機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接；選擇需要執(zhí)行的模型文件，下載目標(biāo)仿真代碼，啟動(dòng)仿真 運(yùn)行，則可實(shí)現(xiàn)CPCI仿真機(jī)5對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。在系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真過程中，可設(shè)置監(jiān) 視變量和設(shè)置所需記錄的變量，也可在線調(diào)節(jié)參數(shù)，實(shí)時(shí)查看監(jiān)視變量曲線。系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真 結(jié)束后，可導(dǎo)出保存的變量值并進(jìn)行后處理。本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
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權(quán)利要求
一種具有高實(shí)時(shí)性的飛行仿真系統(tǒng)，其特征在于它是由三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)和外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大部分組成；它們之間的位置連接關(guān)系是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)是物理效應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是物理效應(yīng)指令的發(fā)出者，外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將仿真的姿態(tài)結(jié)果通過反射光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，由后者進(jìn)行實(shí)時(shí)的姿態(tài)響應(yīng)；所述三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，包括三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體(1)、三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)(2)和三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)(3)，它們之間的位置連接關(guān)系是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體(1)為安裝慣性導(dǎo)航單元的直接物理效應(yīng)輸出設(shè)備，它與三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)(3)直接相連，后者將姿態(tài)控制信號(hào)傳送給前者的伺服電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)前者三框的角度控制，對(duì)安裝在其上的慣性導(dǎo)航單元產(chǎn)生姿態(tài)的激勵(lì)輸入；所述外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括光纖交換機(jī)(4)、CPCI仿真機(jī)(5)和仿真控制開發(fā)主機(jī)(6)；它們之間的位置連接關(guān)系是仿真控制開發(fā)主機(jī)(6)將生成的控制律及模型的仿真代碼下載到CPCI仿真機(jī)(5)，后者將模型計(jì)算的姿態(tài)數(shù)據(jù)通過光纖交換機(jī)(4)實(shí)時(shí)傳送給三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)(3)，從而實(shí)現(xiàn)三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體(1)的實(shí)時(shí)仿真運(yùn)動(dòng)；該三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體(1)，是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的主體部分，主要由三個(gè)外中內(nèi)框架及軸系、底座和驅(qū)動(dòng)測(cè)量部件組成；它們之間的位置連接關(guān)系是底座上端面上安裝外框軸軸系，中框軸置于外框架上，內(nèi)框軸置于中框架上，電機(jī)、碼盤和導(dǎo)電環(huán)同軸安裝；該底座采用HT200鑄件，底部安裝有三個(gè)可調(diào)地腳可調(diào)整臺(tái)體的水平；該三個(gè)外中內(nèi)框架及軸系為“U O O”型立式結(jié)構(gòu)，即外框架為U型框式結(jié)構(gòu)，中框架和內(nèi)框架為全封閉O型框架結(jié)構(gòu)，各框架均裝有定位銷，內(nèi)框架旋轉(zhuǎn)軸表示飛行器的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，中框架旋轉(zhuǎn)軸表示俯仰運(yùn)動(dòng)，外框架旋轉(zhuǎn)軸表示偏航運(yùn)動(dòng)，各框架均采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)；該驅(qū)動(dòng)測(cè)量部件是光電碼盤，它測(cè)量角度；三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體(1)接收來自控制臺(tái)的指令信號(hào)，復(fù)現(xiàn)飛行器的飛行姿態(tài)；該三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制上位機(jī)(2)，其操作臺(tái)采用的是基于上下位機(jī)體系的分布式監(jiān)控系統(tǒng)，采用臺(tái)灣研華公司的PIII1G工控機(jī)，上位機(jī)軟件是以Visual C++6.0為開發(fā)平臺(tái)開發(fā)的Windows單文檔應(yīng)用程序；該軟件主要用于系統(tǒng)仿真命令的下達(dá)和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控；上位機(jī)形成轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的集中監(jiān)控、綜合管理級(jí)，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線綜合管理、性能檢測(cè)、安全保護(hù)及監(jiān)控功能；三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)具有三種控制模式仿真模式、位置模式和速度模式；仿真模式一般是在進(jìn)行地面仿真試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)可直接由下位機(jī)接收仿真機(jī)發(fā)送的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)，將飛行器飛行過程所實(shí)測(cè)得的三維姿態(tài)角數(shù)據(jù)、由飛行器數(shù)學(xué)模型解算的三維姿態(tài)角數(shù)據(jù)傳送到下位機(jī)的控制系統(tǒng)中，用以復(fù)現(xiàn)飛行器的偏航、俯仰和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以便安放在內(nèi)框上面的慣性導(dǎo)航設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)感受飛行器的三維飛行姿態(tài)；該三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制下位機(jī)(3)，采用臺(tái)灣研華公司的PIII1G工控機(jī)，是以BorlandC++為開發(fā)平臺(tái)開發(fā)的DOS應(yīng)用程序，該軟件用于接收上位機(jī)下達(dá)的指令并對(duì)三軸轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制臺(tái)下位機(jī)是轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)的直接控制級(jí)，用以構(gòu)成轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)、中、外框三個(gè)獨(dú)立的伺服控制回路；為保證控制的實(shí)時(shí)性，三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制臺(tái)下位機(jī)的操作系統(tǒng)為DOS，軟件用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言編制；三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制臺(tái)上、下位機(jī)之間的通訊采用網(wǎng)絡(luò)形式，并選用100M高速以太網(wǎng)卡；三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)控制臺(tái)下位機(jī)配置反射內(nèi)存卡及符合規(guī)定的通訊協(xié)議的接口軟件，仿真周期時(shí)間可設(shè)置，最小仿真周期1ms；仿真通訊卡選用美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn)的型號(hào)為VMIPMC 5565反射內(nèi)存卡，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包大小從4到64字節(jié)，雙DMA通道使得CPU的負(fù)擔(dān)降到最小，支持高達(dá)128MB RAM，穩(wěn)定的170MB/s傳輸速率；該光纖交換機(jī)(4)選用美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn)的型號(hào)為VMIACC 5595光纖交換機(jī)，有1到8個(gè)口可配置，可插拔收發(fā)器，支持單?；蛘叨嗄ＤＪ?，用于構(gòu)建星形反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲小于700ns；該CPCI仿真機(jī)(5)采用德國(guó)RITTAL公司的DK PS型服務(wù)器機(jī)柜，是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式設(shè)備，其上安裝德國(guó)ELMA公司生產(chǎn)的CPCI機(jī)箱，提供了8個(gè)6U插槽用于安裝和擴(kuò)展CPCI板卡；采用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的Compact PCI(CPCI)總線，在電氣、邏輯和軟件方面，與PCI標(biāo)準(zhǔn)完全兼容；實(shí)時(shí)仿真機(jī)采用VxWorks V5.5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，構(gòu)建半實(shí)物仿真系統(tǒng)時(shí)，通過CPCI仿真機(jī)(5)上的I/O接口將仿真模型的輸入、輸出分別和實(shí)際系統(tǒng)及仿真外圍設(shè)備連接起來；該仿真控制開發(fā)主機(jī)(6)，為普通的PC機(jī)，其上安裝Matlab仿真軟件和Tornado用戶開發(fā)環(huán)境，應(yīng)用神州普惠科技有限公司提供的AppSim仿真軟件，生成可執(zhí)行程序通過以太網(wǎng)從仿真控制開發(fā)主機(jī)(6)下載到CPCI仿真機(jī)(5)中；同時(shí)，仿真數(shù)據(jù)也可通過以太網(wǎng)傳回仿真控制開發(fā)主機(jī)(6)，在仿真控制開發(fā)主機(jī)(6)上同時(shí)可對(duì)仿真過程進(jìn)行監(jiān)控。
全文摘要
本發(fā)明一種具有高實(shí)時(shí)性的飛行仿真系統(tǒng)，它是由三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)和外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大部分組成。它們之間的位置連接關(guān)系是三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)是物理效應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是物理效應(yīng)指令的發(fā)出者，外部控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將仿真的姿態(tài)結(jié)果通過反射光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到三軸飛行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，由后者進(jìn)行實(shí)時(shí)的姿態(tài)響應(yīng)。本發(fā)明使用Matlab/Simulink建立仿真模型，計(jì)算機(jī)硬件采用CPCI總線型式，使用光纖交換機(jī)組建反射內(nèi)存光纖網(wǎng)絡(luò)，仿真通過光纖網(wǎng)絡(luò)與轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的通信采用中斷響應(yīng)機(jī)制以及AppSim仿真軟件的使用，構(gòu)成本發(fā)明的五大優(yōu)勢(shì)。它在飛行控制與仿真技術(shù)領(lǐng)域里具有實(shí)用價(jià)值和廣闊地應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G05B17/02GK101950157SQ20101024198
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者宋靜婧, 祝明, 章磊 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)