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飞行控制系统半实物仿真机的设计

杨光

  随着航空领域科技的发展,飞行控制系统越来越复杂,对飞行控制系统的测试和验证也就显得越来越重要,出于验证的安全性考虑,不可能直接在飞行器上验证飞行控制系统的各种参数,因此使用仿真技术对飞行控制系统进行验证就尤为重要。本文实现了飞行控制系统半实物仿真机,半实物仿真与数学仿真相比仿真的可靠性和真实性提高;与实物仿真相比仿真的灵活性提高,且节约了开发经费;该半实物仿真机与专用的飞行控制系统半实物仿真机相比通用性提高,且造价相对便宜。 首先,本文分析了半实物仿真的基本原理,并给出了半实物仿真机的基本结构,根据系统任务的不同,将任务分散到仿真主控机和仿真目标机两台计算机上。为保证仿真的实时性,在仿真目标机上采用了高性能的实时操作系统VxWorks。仿真主控机采用开发人员所熟知的Simulink进行系统模型的搭建。 其次,对仿真机的硬件组成和软件结构进行了规划设计,针对仿真机的总体性能和开发成本,罗列了仿真机所要使用的硬件资源,并对各板卡的性能做了介绍。 再次,完成了各板卡在VxWorks系统下驱动程序以及在Simulink下的驱动模块的开发。通过修改MATLAB的RTW实现了Simulink模型的编译,生成可下载和可在VxWorks操作系统上运行的实时代码。并通过目标机中的软件实现了数据的本地存储和上传。在主控机中使用VC++实现了仿真实时监控软件的设计,使用该软件实现了对目标机运行任务的控制,对指定的变量进行监控以及数据的记录,方便了对飞行控制系统中各种参数的分析。 通过测试,开发的各板卡的驱动程序和Simulink驱动模块达到预期性能要求,经过修改后的RTW可对模型进行正确的编译,经编译后生成的实时代码可在VxWorks系统上正确地运行,仿真步长可调,满足了不同仿真的要求,设计的监控软件可实现变量的实时监控和数据的存储。在整体性方面,设计的仿真机运行稳定、可靠。……   
[关键词]:VxWorks;半实物仿真;板卡驱动;RTW;实时数据记录
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:太原理工大学2011年