飞行中的机载系统显示功能模型研究
发布时间：2021-08-05 06:51
机载系统是飞机各种功能实现的重要载体,在A320分布式虚拟维修模拟机的飞行仿真功能开发背景下,针对A320飞机的机载系统种类众多,造成仿真建模工作量过大的问题进行研究,提出并建立了以显示功能为核心的系统通用功能模型,最后通过虚拟机平台进行了软件实现。论文的具体研究过程如下:首先针对论文的研究背景和研究意义进行了说明,并对国内外的虚拟维修技术和机载系统仿真进行了研究分析,提出了本文的研究角度;其次从系统的显示功能的角度出发,对系统进行功能分析,将系统划分为输入模块、逻辑模块、计算模块和输出模块等四部分,并利用GTST-MLD方法对系统显示功能进行结构性分析和描述,得到系统的主功能树和支撑功能树,并在两者之间利用关联矩阵进行描述,建立了机载系统的显示功能通用模型;再次以客舱增压系统和空调系统为例,对系统的结构组成、工作模式和典型故障进行了概括描述,从系统的运行特点和显示信息获取的角度对显示功能实现进行了分析,得到了所需要的功能模块,按照通用模型的建立步骤,完成了客舱增压系统和空调系统显示功能模型的构建;最后在A320分布式虚拟维修模拟机平台上对客舱增压系统的功能模型进行了实现。
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GTST-MLD方法的功能模型结构
中国民航大学硕士学位论文11结构为止，如2-3所示。以A320主飞行显示上的速度带显示为例进行逐级分解，最终目标是实现速度带显示，该目标可进一步进行划分为图像显示、显示形式和数据来源等下一级子目标，数据来源又可以划分为数据处理功能、数据计算功能和逻辑判断功能等更基础的功能模块。控制单元主输入主输出辅助输入辅助输出图2-3GTST-MLD方法的逐级分解观点图2-4GTST-MLD方法的守恒模型二、系统可以划分为主输入、主输出、辅助输入、辅助输出和核心控制单元等五部分，如图2-4所示，主输入进入核心控制单元后产生主输出，但是这个过程需要通过辅助输入来提供支持，来使主输入的处理过程顺利进行。而在该过程中，辅助输入经过控制单元运算后也会产生相应的辅助输出[64]。在此，以飞行中飞机的操作过程作为说明，主输入为飞行员的操纵信息，主输出为飞机飞行姿态变化，控制单元为飞机本身，飞行员对飞机进行操纵，发出操纵信息，飞机接收操纵信息并进行处理，输出各种飞行姿态变化，但这个过程中的输入还应该包括飞机中的燃油和电能等辅助输入，在这些辅助输入的支持下飞机才能正常运行，使飞行员能够成功操纵飞机姿态。而这些辅助输入经飞机处理后会产生废气、热能等辅助输出。接下来，将结合上述两个观点按照GTST-MLD方法对机载系统进行分析和建模。2.3显示功能通用模型建立利用GTST-MLD方法建模时将使用大量的符号语言，相关建模符号以及含义如表2.2所示，其中不仅包括了GTST-MLD方法中原有的符号，而且包括了根据系统逻辑需要创制出的新符号。
中国民航大学硕士学位论文12表2.2建模符号及含义符号名称含义或门子功能有一项完成就可以完成父功能。与门子功能需要全部完成才可以完成父功能。1单输入门子功能有一项完成则可以完成父功能，且一次仅能执行一个子功能功能单元代表需要执行的子功能。无关节点在关联点阵中表示两项子功能没有关联。相关节点在关联点阵中表示两项子功能存在确定的关联。系统显示功能模型以最终的显示功能实现为目标，将系统的目标与功能进行结合，可分析得到系统的功能目标图，如图2-5所示，该图中描述的是系统的主功能。目标图的最上分层为最终需要实现的功能目标，第二层则为支持第一层实现的两个子功能，两个子功能通过与门连接，即系统显示功能的实现需要显示信息获取功能和图像显示功能同时实现才能完成。第三层则将第二层的子功能进一步细化，按照工作状态对显示信息内容获取做近一步的诠释，不同工作状态之间通过单输入门连接，即每种工作状态对于显示信息获取来说都是必要的，有一个工作状态正常则可使显示信息获取成功。但在存在多个工作状态的情况下，正在执行的只能是其中一个工作状态，执行顺序按照系统逻辑进行安排。并且无论系统类别如何变化，都要将故障状态单独考虑。系统显示功能图像显示显示信息获取显示状态1显示状态2显示状态n故障显示恮...1图2-5系统主功能树为实现以上功能目标，考虑实际的系统实现结构，根据上一节分析内容划分为输入模块、逻辑模块、计算模块和输出模块，这四个模块构成了第二层，以与门连接，均为实现模型结构必不可少的部分，该部分描述了系统的支撑功能。在实际建模过程中，大部分系统都可以按照这种划分方式执行，但有些系统以逻辑判断为主，不具备独立的计
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型民用客机燃油系统的设计计算与仿真[J]. 谢文雅,艾剑良,姚志超. 复旦学报(自然科学版). 2019(02)
[2]飞机座舱压力控制系统实时建模与仿真[J]. 付龙飞,田广来,梁波,石麒. 计算机仿真. 2016(02)
[3]民用飞机空调系统仿真分析[J]. 吴成云,汪光文,李革萍,辛旭东. 航空动力学报. 2015(09)
[4]虚拟维修技术在民航中的应用初探[J]. 杨徐晗,徐国标. 四川兵工学报. 2015(05)
[5]飞机燃油系统仿真与试验研究[J]. 王京,鲁维. 航空科学技术. 2014(01)
[6]虚拟维修仿真技术的研究与进展[J]. 王文举,李光耀. 系统仿真学报. 2011(09)
[7]大型飞机座舱温度控制系统仿真[J]. 屠毅,林贵平. 航空学报. 2011(01)
[8]虚拟维修技术发展综述[J]. 刘佳,刘毅. 计算机辅助设计与图形学学报. 2009(11)
[9]某型飞机燃油系统数值建模方法与仿真分析[J]. 冯震宙,高行山,刘永寿,岳珠峰. 飞机设计. 2007(05)
[10]综合数字控制技术在飞机环境控制系统的应用[J]. 何君,赵竞全,袁修干. 系统仿真学报. 2007(15)
博士论文
[1]教练机座舱气流组织和热舒适性的数值模拟与实验研究[D]. 熊贤鹏.南京航空航天大学 2011
[2]民用飞机维修性并行设计关键技术研究[D]. 陆中.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]分布式虚拟维修系统结构研究[D]. 姜乃心.中国民航大学 2019
[2]民用飞机环控系统仿真研究[D]. 刘浩.南京航空航天大学 2019
[3]环控系统动态试验平台的测控系统研究[D]. 徐伟.南京航空航天大学 2017
[4]民用客机燃油计算仿真系统设计与实现[D]. 许若飞.中国民航大学 2015
[5]飞机电源系统建模仿真及实验平台研制[D]. 于新红.南昌航空大学 2015
[6]A320飞机机载电源系统仿真模型优化研究[D]. 张方.中国民航大学 2012
[7]面向维护的A320供电系统功能模型研究[D]. 秦庆霞.中国民航大学 2011
[8]驾驶舱环境下飞机电源系统仿真研究与实现[D]. 钱文高.中国民航大学 2011
[9]民机虚拟维修训练关键技术研究[D]. 杨星星.南京航空航天大学 2010
[10]飞机环境控制系统的仿真研究[D]. 侯学东.南京航空航天大学 2010
本文编号：3323288
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GTST-MLD方法的功能模型结构
中国民航大学硕士学位论文11结构为止，如2-3所示。以A320主飞行显示上的速度带显示为例进行逐级分解，最终目标是实现速度带显示，该目标可进一步进行划分为图像显示、显示形式和数据来源等下一级子目标，数据来源又可以划分为数据处理功能、数据计算功能和逻辑判断功能等更基础的功能模块。控制单元主输入主输出辅助输入辅助输出图2-3GTST-MLD方法的逐级分解观点图2-4GTST-MLD方法的守恒模型二、系统可以划分为主输入、主输出、辅助输入、辅助输出和核心控制单元等五部分，如图2-4所示，主输入进入核心控制单元后产生主输出，但是这个过程需要通过辅助输入来提供支持，来使主输入的处理过程顺利进行。而在该过程中，辅助输入经过控制单元运算后也会产生相应的辅助输出[64]。在此，以飞行中飞机的操作过程作为说明，主输入为飞行员的操纵信息，主输出为飞机飞行姿态变化，控制单元为飞机本身，飞行员对飞机进行操纵，发出操纵信息，飞机接收操纵信息并进行处理，输出各种飞行姿态变化，但这个过程中的输入还应该包括飞机中的燃油和电能等辅助输入，在这些辅助输入的支持下飞机才能正常运行，使飞行员能够成功操纵飞机姿态。而这些辅助输入经飞机处理后会产生废气、热能等辅助输出。接下来，将结合上述两个观点按照GTST-MLD方法对机载系统进行分析和建模。2.3显示功能通用模型建立利用GTST-MLD方法建模时将使用大量的符号语言，相关建模符号以及含义如表2.2所示，其中不仅包括了GTST-MLD方法中原有的符号，而且包括了根据系统逻辑需要创制出的新符号。
中国民航大学硕士学位论文12表2.2建模符号及含义符号名称含义或门子功能有一项完成就可以完成父功能。与门子功能需要全部完成才可以完成父功能。1单输入门子功能有一项完成则可以完成父功能，且一次仅能执行一个子功能功能单元代表需要执行的子功能。无关节点在关联点阵中表示两项子功能没有关联。相关节点在关联点阵中表示两项子功能存在确定的关联。系统显示功能模型以最终的显示功能实现为目标，将系统的目标与功能进行结合，可分析得到系统的功能目标图，如图2-5所示，该图中描述的是系统的主功能。目标图的最上分层为最终需要实现的功能目标，第二层则为支持第一层实现的两个子功能，两个子功能通过与门连接，即系统显示功能的实现需要显示信息获取功能和图像显示功能同时实现才能完成。第三层则将第二层的子功能进一步细化，按照工作状态对显示信息内容获取做近一步的诠释，不同工作状态之间通过单输入门连接，即每种工作状态对于显示信息获取来说都是必要的，有一个工作状态正常则可使显示信息获取成功。但在存在多个工作状态的情况下，正在执行的只能是其中一个工作状态，执行顺序按照系统逻辑进行安排。并且无论系统类别如何变化，都要将故障状态单独考虑。系统显示功能图像显示显示信息获取显示状态1显示状态2显示状态n故障显示恮...1图2-5系统主功能树为实现以上功能目标，考虑实际的系统实现结构，根据上一节分析内容划分为输入模块、逻辑模块、计算模块和输出模块，这四个模块构成了第二层，以与门连接，均为实现模型结构必不可少的部分，该部分描述了系统的支撑功能。在实际建模过程中，大部分系统都可以按照这种划分方式执行，但有些系统以逻辑判断为主，不具备独立的计
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型民用客机燃油系统的设计计算与仿真[J]. 谢文雅,艾剑良,姚志超. 复旦学报(自然科学版). 2019(02)
[2]飞机座舱压力控制系统实时建模与仿真[J]. 付龙飞,田广来,梁波,石麒. 计算机仿真. 2016(02)
[3]民用飞机空调系统仿真分析[J]. 吴成云,汪光文,李革萍,辛旭东. 航空动力学报. 2015(09)
[4]虚拟维修技术在民航中的应用初探[J]. 杨徐晗,徐国标. 四川兵工学报. 2015(05)
[5]飞机燃油系统仿真与试验研究[J]. 王京,鲁维. 航空科学技术. 2014(01)
[6]虚拟维修仿真技术的研究与进展[J]. 王文举,李光耀. 系统仿真学报. 2011(09)
[7]大型飞机座舱温度控制系统仿真[J]. 屠毅,林贵平. 航空学报. 2011(01)
[8]虚拟维修技术发展综述[J]. 刘佳,刘毅. 计算机辅助设计与图形学学报. 2009(11)
[9]某型飞机燃油系统数值建模方法与仿真分析[J]. 冯震宙,高行山,刘永寿,岳珠峰. 飞机设计. 2007(05)
[10]综合数字控制技术在飞机环境控制系统的应用[J]. 何君,赵竞全,袁修干. 系统仿真学报. 2007(15)
博士论文
[1]教练机座舱气流组织和热舒适性的数值模拟与实验研究[D]. 熊贤鹏.南京航空航天大学 2011
[2]民用飞机维修性并行设计关键技术研究[D]. 陆中.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]分布式虚拟维修系统结构研究[D]. 姜乃心.中国民航大学 2019
[2]民用飞机环控系统仿真研究[D]. 刘浩.南京航空航天大学 2019
[3]环控系统动态试验平台的测控系统研究[D]. 徐伟.南京航空航天大学 2017
[4]民用客机燃油计算仿真系统设计与实现[D]. 许若飞.中国民航大学 2015
[5]飞机电源系统建模仿真及实验平台研制[D]. 于新红.南昌航空大学 2015
[6]A320飞机机载电源系统仿真模型优化研究[D]. 张方.中国民航大学 2012
[7]面向维护的A320供电系统功能模型研究[D]. 秦庆霞.中国民航大学 2011
[8]驾驶舱环境下飞机电源系统仿真研究与实现[D]. 钱文高.中国民航大学 2011
[9]民机虚拟维修训练关键技术研究[D]. 杨星星.南京航空航天大学 2010
[10]飞机环境控制系统的仿真研究[D]. 侯学东.南京航空航天大学 2010
本文编号：3323288
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/huizhanguanlilunwen/3323288.html
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