环航_民用飞机环控系统试验用航电系统仿真器的系统构建

时间:2020-01-13 07:17:53 来源:易达学习网 本文已影响 易达学习网

民用飞机环控系统试验用航电系统仿真器的系统构建

民用飞机环控系统试验用航电系统仿真器的系统构建 0 引言 航电系统是飞机的“神经网络”。飞机环控系统的各个 子系统如空气管理系统、风挡加热系统、氧气系统等都与航 电系统存在输入输出交联关系。在环控试验室进行系统综合 试验时,空气管理系统的控制器、风挡加热系统的控制器均 需要接收通过航电网络发送来的信号作为系统运行的必要 条件。同时,试验也用于验证环控系统发送给航电系统的信 号是否与设备状态一致。这些试验功能必须通过航电系统仿 真器来实现。

航电系统仿真器用来模拟飞机系统通过航电网络传递 数据的功能。该仿真器不仅模拟环控系统控制器上传给航电 网络的数据,同时还模拟环控系统工作所需的来自飞机其他 系统的数据。航电系统仿真器就像“一座桥”,将跟航电网 络有交联的环控系统部件与环控系统控制器联接起来,通过 航电系统仿真器传输和显示的信息来控制和监视系统的运 行状态。航电系统仿真器是进行环控试验室系统试验必不可 少的设备。

1 航电系统仿真器技术要求 航电仿真器试验件用于仿真飞机上其它系统与空气管 理系统、风挡加热系统和氧气系统之间的交联信号、数据信 息以及逻辑关系,从而为空气管理系统、风挡加热系统以及 氧气系统提供其正常工作所必需的输入激励,并能够对上述系统的工作参数进行采集、传输、处理,完成系统的状态显 示及控制。航电系统仿真器与环控系统的交联关系。

航电系统仿真器基本功能要求如下:
1)接收环控系统控制器发送给其他系统的信号并在显 示界面上显示出来,并显示信号的工程量,可查看相应的数 据包;

2)仿真输出其他系统通过航电网络发送给环控系统控 制器的信号;

3)能够模拟发动机动态性能曲线并实时输出发动机参 数传给环控系统控制器。

4)将环控系统控制器发出的ARINC429总线信号转换为 控制信号,通过CAN总线或硬线输出给环控系统相应部件;

5)将环控系统的风扇、活门等部件的反馈信号采集并 转换为ARINC429总线信号,传送给环控系统控制器;

6)仿真其他系统通过航电网络传送给环控系统部件的 信号;

7)能在人机操作界面上设置信号,并能将该信号转换 为总线信号或离散信号,输出给环控系统控制器;

8)接收和解析环控系统控制器发出的控制信号(进行 源选择),并将该控制信号输出给相应的供电接触器,从而 实现对环控系统用电设备的供电控制;

9)能在操作界面上手动输入供电参数,该供电参数可 以在供电接触器工作后,通过仿真器的ARINC429总线传送给环控系统控制器,用于对供电系统状态的判断;

10)在人机交互界面上可设置所有的空气管理系统控制 板信号,所有信号能通过总线方式下传给环控系统控制器, 且部分开关信号能够通过硬线输出给环控系统控制器;

11)航电仿真器下传给环控系统控制器的数据须能通过 设置脚本文件的方式批量实现。

2 航电系统仿真器技术方案 2.1 上位机 上位机采用windows操作系统,主要配置有控制板仿真 模块和航电系统仿真器监控软件。控制板仿真模块用于实现 对环控系统控制板信号的仿真。航电系统仿真软件主要用于 提供对系统进行启停控制、对环控系统参试设备远程电源控 制、对输入输出数据进行实时监控、对静态激励数据的产生 和发送等。

2.1.1 控制板仿真模块 控制板仿真模块主要用于仿真环控系统控制板上相应 的开关或按钮。在航电系统仿真器上位机界面上可设置所有 的环控系统控制板信号,所有信号能通过总线方式下传给环 控系统控制器,且部分开关(发动机引气开关、机翼防冰开 关)信号能够通过硬线输出给环控系统控制器,仿真器能实 现总线信号和离散信号同步;

界面设计以机上实际控制面板为参照对象进行设计。每 个开关(按钮)通过脚本文件与相应的控制板卡通道相关联以实现其控制功能。

为保证系统仿真的实时性,在程序中以短周期方式对控 制板仿真界面中各个开关(按钮)进行扫描,获取其最新状 态。

2.1.2 仿真器监控软件 航电仿真器监控软件为客户提供对航电系统仿真器进 行控制以及实时数据监控的人机界面。航电系统仿真器监控 软件界面示意如图3所示,功能主要包括:
(1)航电仿真器运行控制;

(2)仿真初始化设置;

(3)实时数据监控;

(4)仿真变量调参。

2.2 仿真主机 仿真主机采用LINUX操作系统,通过提供的航电仿真器 模型,对空气管理系统与航电/非航电的接口、风挡加热系 统接口以及旅客氧气系统接口进行仿真。仿真模型通过对底 层封装的I/O模块进行操作,完成ARINC429、CAN、离散量、 模拟信号的收发。

2.2.1 接口仿真模块 仿真目标机可以实现对航电系统接口的仿真功能,仿真 器通过预设的参数进行接口数据收发。仿真过程可以通过上 位机监控软件对参数进行调整,从而改变数据的发放周期或 信号的实际值。接口仿真模块包括空气管理系统及部件的接口仿真、风 挡加热控制系统接口仿真,旅客氧气系统接口仿真、接口服 务适配模块等。

2.2.2 I/O接口模块 航电系统仿真器I/O接口主要包括ARINC429、CAN、离散 量、模拟量等。

3 结语 航电系统仿真器是开展环控系统试验室试验的重要试 验部件,本文结合环控系统试验需求,介绍了一套基于上下 位机架构的航电系统仿真器设计。

【参考文献】 [1]孙江平,崔燚.基于仿真技术的飞机环控试验室设计 [J].民用飞机设计与研究,2012,12.

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