一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法，其特征在于：所述航空发动机控制系统多用户协同仿真包括服务器、客户端和模型端，所述客户端与服务器、所述客户端与模型端之间均通过TCP Socket通信协议进行数据通信，真正意义上实现了多用户协同设计和集成的功能。本发明专利技术的多用户协同仿真的资源调度方法能够满足航空发动机控制系统研发的底层需求，可以避免航空发动机控制系统建模时的重复工作，同时允许用户在线地修改控制器/传感器/执行机构模型，另外还支持多用户协同设计和集成，从而大大地提高了研发效率，降低了研发成本。

A resource scheduling method for multi user collaborative simulation of aero engine control system

The invention relates to a resource scheduling method for Aeroengine Control System Co simulation for multiple users, which is characterized in that the aeroengine control system of multi user collaborative simulation model including server, client and terminal, TCP Socket communication protocol through the data communication between the client and the server, the client and the model of the end. The realization of the true meaning of multi-user collaborative design and integration of functions. Resource scheduling method of multi user collaborative simulation of the invention can meet the aero-engine control system developed at the bottom, can avoid repeated modeling of aero engine control system, and allows the user to modify the online controller / sensor / actuator model, it also supports multi-user collaborative design and integration, thereby greatly improving research and development efficiency, reduce development cost.

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法
本专利技术属于航空发动机控制系统数值仿真
，特别涉及一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法。
技术介绍
航空推进系统的研发涉及到气动热力学、燃烧学、传热学、结构强度、电子控制技术等诸多学科，技术难度大、研发周期长、研制费用高，是一个国家科技工业水平和综合国力的重要标志。目前，全球各国航空科技界都在积极地寻找高效率、低成本、低风险的航空推进系统的研发方案。计算机仿真技术是解决上述问题的有效途径之一，它通过建立对象的数学模型，结合计算流体力学(CFD)、计算机辅助设计技术(CAD)等对航空推进系统进行性能评估及优化设计，可大大缩短航空推进系统研发周期，减少研制费用，同时降低实验风险。为了充分利用先进的数字化信息和通讯技术，NASA与美国国防部于1989年正式提出了发展“推进系统数值仿真”技术(NumericalPropulsionSystemSimulation,简称NPSS)的研究计划。该计划采用最先进的面向对象及远程网络协同工作技术，致力于航空推进系统的多学科综合仿真，可节约30～40％的发动机研制时间和费用。另据了解，俄、英、法、德、日、印等国都在大力发展航空推进系统数值仿真技术。中国专利201310440242.8公开了“一种航空发动机控制系统的快速原型仿真方法”，该方法首先建立控制算法模型，利用虚拟仪器技术及实时硬件平台进行控制系统的原型设计，通过自动代码生成技术将设计好的航空发动机控制算法模型编译并下载至实时硬件平台上，快速建立控制算法原型机；其次，快速控制原型机负责采集发动机模拟器经过信号接口单元后的输出信号，根据控制指令计算出发动机的相关控制量并发送给发动机模拟器，实现对发动机的闭合回路控制；最后，控制系统设计者通过监控计算机实时观测控制效果，根据设计者对控制系统的性能要求不断对控制算法模型进行修改，重复快速控制原型机闭合回路仿真过程，直至满足控制系统设计者的要求。但该方法还存在以下明显不足：一是用户无法在线地修改航空发动机控制系统中的传感器模型和执行机构模型，因为该方法所述的航空发动机控制系统没有为用户提供在线地修改传感器模型及执行机构模型的接口；二是当用户对控制算法模型进行修改后，新的控制算法模型会直接替换原有版本，因此无法做到对于控制算法模型的版本控制；三是不具有多用户协同设计和集成的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足而提供一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法，本专利技术的多用户协同仿真的资源调度方法能够满足航空发动机控制系统研发的底层需求，可以避免航空发动机控制系统建模时的重复工作，同时允许用户在线地修改控制器/传感器/执行机构模型，另外还支持多用户协同设计和集成，从而大大地提高了研发效率，降低了研发成本。根据本专利技术提出的一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法，其特征在于：所述航空发动机控制系统多用户协同仿真包括服务器、客户端和模型端，所述客户端与服务器以及所述客户端与模型端之间均通过TCPSocket通信协议进行数据通信；其中：所述模型端包含多个部件级的航空发动机模型、航空发动机控制器模型、传感器模型和执行机构模型；所述客户端被用于用户与仿真系统的交互，所述交互包括连接/断开服务器、发动机模型选择、上传用户自行设计的控制器/传感器/执行机构模型、飞行条件设定、发动机模型启动和发动机运行参数显示；所述服务器包含监听模块及模型调用模块，所述服务器为每一个新接入的用户创建个人工作空间，再将所述模型端拷贝至所述个人工作空间并生成模型副本，然后所述服务器断开与所述客户端的连接，所述客户端再连接至所述模型副本，所述用户与所述模型副本一一对应，所述用户之间互不影响，同时所述用户对所述模型副本所做的改动也不会影响所述模型端；当多个用户的工作需要集成时，在集成工作空间内，由集成工程师经审核、集成、验证及提交后完成集成工作，从而实现多用户协同设计和集成的功能。本专利技术提出的一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法的进一步的优选方案是：所述模型端还包括发动机模型模块及Socket通信模块；所述模型端预先被编译生成为可执行文件，系统运行时由所述服务器调用该可执行文件；所述模型端被调用时，首先开启所述服务器Socket等待用户连接，当所述用户连接成功，所述模型端接收由所述用户设定的飞行状态参数，所述发动机模型运行，然后将各状态参数反馈给所述客户端；当所述客户端断开连接时，所述模型端自动关闭进程，从而释放资源，保证系统稳定高效地运行。所述服务器为每一个接入的用户创建个人工作空间是指，当所述用户连接所述服务器时，所述服务器首先获取所述用户的IP地址及端口号；然后在指定路径下建立所述用户的个人文件夹，并以该用户的IP地址及端口号为该个人文件夹命名，对于任意两个所述用户，因各自的IP地址和端口号组成的标识符不可能完全相同，因此每个用户都可以获取独立的工作空间。所述服务器的调用模型端，对应每一个用户，使所述服务器带参数地调用其个人工作空间内的模型副本，所述参数即作为模型副本中服务器Socket的监听端口。所述服务器带参数地调用其个人工作空间内的模型副本涉及的所述参数的起始值为4000，即调用的第一个所述模型副本中服务器Socket的监听端口号为4000；之后每有一个用户接入，所述参数值自动加1，因此各个模型副本中服务器Socket的监听端口号都不相同，保证了所述航空发动机控制系统多用户协同设计的正常运行。所述客户端与所述模型副本进行交互是指，所述服务器带参数地调用其所述个人工作空间内的模型副本后，先将该参数值发送至所述客户端，然后断开与所述客户端的连接，回到监听状态，等待下一个用户的接入；同时，所述客户端接收服务器传来的参数值，并向该参数值的端口发出Socket连接请求；如上所述，该参数即为所述模型副本中服务器Socket的监听端口，因此所述客户端可以与其所述个人工作空间内的模型副本建立Socket连接。本专利技术与现有技术相比其显著优点在于：一是运用本专利技术的多用户协同仿真的资源调度方法的航空发动机控制系统，不仅包含多个部件级的航空发动机模型，同时还包含航空发动机控制器、传感器和执行机构模型，从而避免了航空发动机控制系统研发人员建模时的重复工作，大大地提高了研发效率，降低了研发成本。二是运用本专利技术的多用户协同仿真的资源调度方法，用户可以在线地修改控制器/传感器/执行机构模型，并验证效果。三是运用本专利技术的多用户协同仿真的资源调度方法，用户对模型所做的改动只影响模型副本，而不影响模型端，因此航空发动机控制系统的基线版本不受用户改动的影响。四是运用本专利技术的多用户协同仿真的资源调度方法，多用户可同时接入航空发动机控制系统，且每一个用户都可以获取独立的个人工作空间，用户彼此互不影响。五是运用本专利技术的多用户协同仿真的资源调度方法，集成工程师可以在集成空间内对多个用户的工作进行集成，从而真正意义上实现了多用户协同设计和集成的功能。附图说明图1为本专利技术提出的一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的架构示意图。图2为TCPSocket通信协议的原理示意图。图3为本专利技术提出的多用户协同设计和集成的功能示意图。图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法，其特征在于：所述航空发动机控制系统多用户协同仿真包括服务器、客户端和模型端，所述客户端与服务器以及所述客户端与模型端之间均通过TCP Socket通信协议进行数据通信；其中：所述模型端包含多个部件级的航空发动机模型、航空发动机控制器模型、传感器模型和执行机构模型；所述客户端被用于用户与仿真系统的交互，所述交互包括连接/断开服务器、发动机模型选择、上传用户自行设计的控制器/传感器/执行机构模型、飞行条件设定、发动机模型启动和发动机运行参数显示；所述服务器包含监听模块及模型调用模块，所述服务器为每一个新接入的用户创建个人工作空间，再将所述模型端拷贝至所述个人工作空间并生成模型副本，然后所述服务器断开与所述客户端的连接，所述客户端再连接至所述模型副本，所述用户与所述模型副本一一对应，所述用户之间互不影响，同时所述用户对所述模型副本所做的改动也不会影响所述模型端；当所述多个用户的工作需要集成时，在集成空间内，由集成工程师经审核、集成、验证及提交后完成集成工作，从而实现多用户协同设计和集成的功能。

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法，其特征在于：所述航空发动机控制系统多用户协同仿真包括服务器、客户端和模型端，所述客户端与服务器以及所述客户端与模型端之间均通过TCPSocket通信协议进行数据通信；其中：所述模型端包含多个部件级的航空发动机模型、航空发动机控制器模型、传感器模型和执行机构模型；所述客户端被用于用户与仿真系统的交互，所述交互包括连接/断开服务器、发动机模型选择、上传用户自行设计的控制器/传感器/执行机构模型、飞行条件设定、发动机模型启动和发动机运行参数显示；所述服务器包含监听模块及模型调用模块，所述服务器为每一个新接入的用户创建个人工作空间，再将所述模型端拷贝至所述个人工作空间并生成模型副本，然后所述服务器断开与所述客户端的连接，所述客户端再连接至所述模型副本，所述用户与所述模型副本一一对应，所述用户之间互不影响，同时所述用户对所述模型副本所做的改动也不会影响所述模型端；当所述多个用户的工作需要集成时，在集成空间内，由集成工程师经审核、集成、验证及提交后完成集成工作，从而实现多用户协同设计和集成的功能。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机控制系统多用户协同仿真的资源调度方法，其特征在于：所述模型端还包括发动机模型模块及Socket通信模块；所述模型端预先被编译生成为可执行文件，系统运行时由所述服务器调用该可执行文件；所述模型端被调用时，首先开启所述服务器Socket并等待所述用户连接，当所述用户连接成功，所述模型端接收由所述用户设定的飞行状态参数，所述发动机模型运行，然后将各状态参数反馈给所述客户端；当所述客户端断开连接时，所述模型端自动关闭进程，从而释放资源，保证系统稳定高效地运行。3.根据权利要求2所述的一种航空发动机控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：于兵，曹灿，胡忠志，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32