飞机铁鸟试验台座舱控制盒信息通信设计与开发

发布时间：2020-06-23 15:39

【摘要】：铁鸟试验环境作为现代先进飞机研制过程中不可或缺的全尺寸半物理仿真试验平台,其研制应用是整个飞机研制过程中至关重要的一环。座舱控制盒是铁鸟试验环境中的人机交互设备,试验时飞行员要借助这些人机交互设备与航电、飞控等子系统进行实时通信。本文针对某型机铁鸟试验环境的研制任务需求,选择CAN接口的模拟座舱控制盒,通过CAN转以太网接口设备,采用以太网UDP协议开发了座舱控制盒通信控制软件,以完成座舱控制盒与航电系统、飞控系统等实时通信,实现铁鸟试验环境的人机接口,验证飞机系统的飞行品质。同时完成虚拟UFCP设备的软件开发,以方便测试应用,加快铁鸟研发进度。具体研究内容如下:首先,介绍某型铁鸟试验环境的系统组成及各子系统的功能,对铁鸟座舱控制盒设备的特性进行分析。根据铁鸟系统对通信品质的实时性、可靠性等要求,设计了三种通信架构方案,经对比分析,最终选择采用嵌入式控制器的分布式通信架构方案,并选择CAN+以太网的通信网络组合。其次,对座舱控制盒通信控制软件开发所需的通讯协议进行分析,在VC6.0开发环境下,运用C++编程语言对通信控制软件进行开发。通信控制软件采用模块化设计方法,分为通信、控制、报文处理三部分程序,各程序间通过报文解析与生成后的数据相互关联。再次,对于使用频率最高的座舱控制盒设备正前方控制面板(UFCP),在VC6.0开发环境下,运用C++MFC类库对UFCP进行虚拟设备软件开发。虚拟UFCP采用模块化设计方法,分为显示程序和控制程序,整个虚拟UFCP封装为一个C++类,便于航电模拟器添加使用。最后,论述了座舱控制盒通信控制软件、虚拟UFCP软件在开发过程中的测试试验以及开发完成后的系统联调试验。试验结果表明,座舱控制盒通信控制软件、虚拟UFCP软件运行正常,达到预期通信效果,满足使用条件。目前,通信控制软件及虚拟UFCP软件均完成试验验收,并已投入铁鸟系统实际试验应用。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V216.8
【图文】：

试验环境,系统组成,飞控系统,驾驶员

图 1-1 铁鸟试验环境的系统组成控系统行控制系统是飞机的核心系统，可有效增强飞行器的稳定性和操任务的能力、提升飞行品质、增强飞行的安全性以及减轻驾驶员负鸟试验环境中的飞控系统采用双 RT 四余度设计，及采用两台飞控，每台计算机有两套控制系统，正常工作时，只有其中一台飞控统工作有效，其它系统处于备用状态。实际应用中，飞控系统分为两种模式，全自动模式和半自动模式称为自动驾驶模式，根据飞机状态以及其它感应信息，自动判断以控制飞机稳定飞行，该模式主要应用于飞机的巡航阶段。半自要控制指令由驾驶员发出，此时飞控系统协助驾驶员工作或自动响应[41-46]。

飞控系统,硬件

图 1-1 铁鸟试验环境的系统组成系统是飞机的核心系统，可有效增强飞行器的稳定性能力、提升飞行品质、增强飞行的安全性以及减轻驾环境中的飞控系统采用双 RT 四余度设计，及采用两台计算机有两套控制系统，正常工作时，只有其中一台有效，其它系统处于备用状态。用中，飞控系统分为两种模式，全自动模式和半自动动驾驶模式，根据飞机状态以及其它感应信息，自动飞机稳定飞行，该模式主要应用于飞机的巡航阶段。指令由驾驶员发出，此时飞控系统协助驾驶员工作或46]。

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