一种飞机自动飞行控制系统的试验系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种飞机自动飞行控制系统的试验系统及其方法，属于航空工程试验领域。由自动飞行控制信号传输断连装置、自动飞行控制系统测试接口设备、机载交联数据总线耦合器、飞行仿真系统、机载交联设备仿真器、现场可视化操作引导单元，以及仿真测试应用软件组成的试验测试系统，完成对自动飞行控制装置、自动飞行控制计算机、飞行控制系统总线耦合器，以及电传飞行控制计算机、电传飞行作动系统为对象，进行自动飞行控制系统测试中飞机运动特性的仿真，以及交联机载设备的仿真，并以可视化的形式完成对自动飞行控制系统试验中操作的引导，实现试验的规范化操作，提高试验测试效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机自动飞行控制系统的试验系统及其方法


[0001]本专利技术涉及一种飞机自动飞行控制系统的试验系统及其方法，特别是知识驱动的自动飞行控制系统的测试系统及其方法，属于航空工程试验测试领域。

技术介绍

[0002]自动飞行控制系统是飞机重要功能系统，代替飞行员实现对飞机的自动控制，或者与飞机的其它功能系统协调工作，辅助飞行员完成更为复杂、艰巨的飞行任务，减轻飞行员负担，以便更好地执行飞行任务。通常，自动飞行控制系统包括自动飞行控制装置(AFCU)、自动飞行控制计算机(AFCC)等，自动飞行控制计算机(AFCC)接收自动飞行控制装置(AFCU)的命令信息，与来自飞行管理系统、大气数据系统、惯导系统、低空无线电高度表等参数信息综合，生成控制电传飞行控制计算机(PFC)的命令，通过数据总线发送给电传飞行控制计算机(PFC)，实现对飞机运动姿态的控制，从而完成对飞机飞行轨迹的控制。
[0003]另外，自动飞行控制计算机(AFCC)接收自动飞行控制装置(AFCU)的命令信息，还与来自发动机参数系统的参数信息综合，生成控制发动机油门指令，控制油门执行机构，实现对飞机运动姿态的控制，从而完成对飞机飞行轨迹、姿态的控制。
[0004]在自动飞行控制系统的设计研制中，往往需要开展各种不同的试验，如：自动飞行控制计算机的部件试验、自动飞行控制系统综合试验、自动飞行控制系统铁鸟集成试验等。上述试验中，通常需要根据试验对象——自动飞行控制计算机系统或自动飞行控制系统试验测试要求，按照试验测试项目内容，在自动飞行控制装置上进行各种操作，以及在飞行仿真系统和机载交联设备仿真器上设置飞行状态和参数；在自动飞行控制装置上进行操作时，通过按压各种开关按钮，进行自动飞行控制系统工作状态的设置，或者是操作开关旋钮，进行各种参数的设置，并且在操作工程中，还要观察自动飞行控制装置所显示的工作状态和参数是否正确；在飞行仿真系统上设置飞行状态时，按照当前试验测试项目对应的飞行构型状态，设置状态参数，以便进行实时仿真；在机载交联设备仿真器上设置与自动飞行控制计算机互联的机载交联设备仿真参数时，按照当前试验测试项目的要求，在对应的机载交联设备仿真组件模块中设置参数。
[0005]上述试验测试中，对自动飞行控制装置上进行各种操作是在试验现场的飞机驾驶舱中完成，而对飞行仿真系统和机载交联设备仿真器上设置飞行状态和参数是在原理试验现场的试验测试仿真设备上完成，上述操作是在两种相对独立的环境下分别完成，加之上述两种操作现场之间距离较远，往往难以有效地协调一致地配合工作；另一方面，上述试验操作过程复杂、繁琐、效率低下，而且容易出现操作错误。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是：是设计一种飞机自动飞行控制系统的试验系统及其方法，以可视化的形式对自动飞行控制系统试验现场各种中操作进行引导，实现试验的规范化操作，提高试验测试效率。
[0007]本专利技术的技术方案是:一种飞机自动飞行控制系统的试验系统及其方法，由自动飞行控制信号传输断连装置、自动飞行控制系统测试接口设备、机载交联数据总线耦合器、飞行仿真系统、机载交联设备仿真器、现场可视化操作引导单元，以及仿真测试应用软件组成的试验测试系统，以自动飞行控制装置、自动飞行控制计算机、飞行控制系统总线耦合器，以及电传飞行控制计算机、电传飞行作动系统为试验对象，进行自动飞行控制系统测试中飞机运动特性的仿真，以及交联机载设备的仿真，并以可视化的形式完成对自动飞行控制系统试验中现场各项操作的引导，实现试验的规范化操作，提高试验测试效率。
[0008]自动飞行控制信号传输断连装置实现中，优选的方案是从结构、功能、工程需求和实际使用方面综合考虑：
[0009]结构方面，按照自动飞行控制计算机或自动飞行控制系统电气连接件的结构特点，合理划分出交联信号分区，保证分区结构的相对独立、完整；
[0010]功能方面，按照自动飞行控制计算机或自动飞行控制系统工作原理和交联信号特点，合理进行交联信号分类，并划分出功能区域，保证功能的相对独立、完整；
[0011]工程实践方面，按照加工工艺的要求，合理划分出分离面，保证加工和安装的精度等方面满足要求；
[0012]实际使用方面，按照实际要求，设计结构合理、功能齐全、使用方面的信号传输断连装置。
[0013]自动飞行控制信号传输断连装置优选的单元模块包括：油门执行机构信号传输断连单元、纵向回传作动器信号传输断连单元、横向回传作动器信号传输断连单元、航向回传作动器信号传输断连单元等结构相对独立，功能相对完整的多个模块，采用标准仪器机箱，便于独立使用，或者安装在标准机柜上。
[0014]自动飞行控制系统接口测试设备以测试控制总线或计算机总线为基础，由测试控制器、机载数据总线接口模板、ARINC-429数据总线接口模板、1553B数据总线接口模板、模拟量或数字量接口模板等组成的自动化测试系统，测试控制器通过测试仪器总线或计算机总线实现对上述各类接口模板的控制；
[0015]测试控制器支持检测应用软件的运行，通过测试控制总线或计算机总线完成对各类接口模板的运行控制；
[0016]数据总线接口模板优选功能完整、工作可靠的飞行测试数据总线接口模板卡，在自动飞行控制计算机或自动飞行控制系统试验中，实现与自动飞行控制计算机的通信，完成机载参数信息的提取、解析和显示输出。
[0017]机载交联数据总线耦合器完成自动飞行控制计算机与其它交联机载设备的通讯，实现数据信息的传输；
[0018]机载交联数据总线耦合器优选功能完整、工作可靠的1553B数据总线耦合器、ARINC-429数据总线耦合器。
[0019]飞行仿真系统以测试控制总线或计算机总线为基础，由仿真控制器、数据总线接口模板、模拟量或数字量接口模板等组成的自动化仿真系统，仿真控制器通过测试仪器总线或计算机总线实现对上述各类接口模板的控制；
[0020]在飞行仿真系统上设置飞行状态时，按照当前试验测试项目对应的飞行构型状态，设置状态参数，以便进行实时仿真；
[0021]仿真控制器实时解算飞机运动方程和发动机推力方程，接收电传飞行作动系统舵面偏转信号，作为飞机运动方程和发动机推力方程的输入信号，经实时解算后得到飞机运动的角速率信号、过载信号，在仿真控制器的控制下，通过模拟量接口模板反馈给电传飞行控制计算机；
[0022]仿真控制器还将经过实时解算后得到飞机运动的位置、姿态信号，通过数据总线接口模板传输到机载交联设备仿真器，做为大气数据系统仿真组件模块、惯导系统仿真组件模块、低空无线电高度表仿真组件模块的输入。
[0023]机载交联设备仿真器以测试控制总线或计算机总线为基础，由测试仿真控制器、1553B数据总线接口模板、机载数据总线接口模板等组成的自动化仿真测试系统，测试仿真控制器通过测试仪器总线或计算机总线实现对上述各类接口模板的控制；
[0024]在机载交联设备仿真器上设置与自动飞行控制计算机互联的机载交联设备仿真参数时，按照当前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机自动飞行控制系统的试验系统，其特征在于，含有自动飞行控制信号传输断连装置[2]、自动飞行控制系统测试接口设备[5]、机载交联数据总线耦合器[4]、飞行仿真系统[9]、机载交联设备仿真器[10]、现场可视化操作引导单元[11]，以及仿真测试应用软件组成的试验测试系统，以自动飞行控制装置[1]、自动飞行控制计算机[3]、飞行控制系统总线耦合器[6]，以及电传飞行控制计算机[7]、电传飞行作动系统[8]为试验对象，进行自动飞行控制系统测试中飞机运动特性的仿真，以及交联机载设备的仿真，并以可视化的形式完成对自动飞行控制系统试验中现场各项操作的引导，实现试验的规范化操作，提高试验测试效率。2.根据权利要求1所述的一种飞机自动飞行控制系统的试验系统，其特征在于:所述的自动飞行控制信号传输断连装置[2]，按照自动飞行控制计算机[3]或自动飞行控制系统电气连接件的结构特点，划分出交联信号分区，保证分区结构的相对独立、完整；按照自动飞行控制计算机[3]或自动飞行控制系统工作原理和交联信号特点，合理进行交联信号分类，并划分出功能区域，保证功能的相对独立、完整；按照加工工艺的要求，合理划分出分离面，保证加工和安装的精度等方面满足要求。3.根据权利要求1所述的一种飞机自动飞行控制系统的试验系统，其特征在于:所述的自动飞行控制系统接口测试设备[5]以测试控制总线或计算机总线为基础，由测试控制器、机载数据总线接口模板、ARINC-429数据总线接口模板、1553B数据总线接口模板、模拟量或数字量接口模板组成的自动化测试系统，测试控制器通过测试仪器总线或计算机总线实现对上述各类接口模板的控制；测试控制器支持检测应用软件的运行，通过测试控制总线或计算机总线完成对各类接口模板的运行控制。4.根据权利要求1所述的一种飞机自动飞行控制系统的试验系统，其特征在于:所述的飞行仿真系统[9]以测试控制总线或计算机总线为基础，由仿真控制器、数据总线接口模板、模拟量或数字量接口模板等组成的自动化仿真系统，仿真控制器通过测试仪器总线或计算机总线实现对上述各类接口模板的控制；在飞行仿真系统[9]上设置飞行状态时，按照当前试验测试项目对应的飞行构型状态，设置状态参数，以便进行实时仿真；仿真控制器实时解算飞机运动方程和发动机推力方程，接收电传飞行作动系统舵面偏转信号，作为飞机运动方程和发动机推力方程的输入信号，经实时解算后得到飞机运动的角速率信号、过载信号，在仿真控制器的控制下，通过模拟量接口模板反馈给电传飞行控制计算机[7]；仿真控制器还将经过实时解算后得到飞机运动的位置、姿态信号，通过数据总线接口模板传输到机载交联设备仿真器[10]，做为大气数据系统仿真组件模块、惯导系统仿真组件模块、低空无线电高度表仿真组件模块的输入。5.根据权利要求1所述的一种飞机自动飞行控制系统的试验系统，其特征在于:所述的机载交联设备仿真器[10]以测试控制总线或计算机总线为基础，由测试仿真控制器、1553B数据总线接口模板、机载数据总线接口模板等组成的自动化仿真测试系统，测试仿真控制器通过测试仪器总线或计算机总线实现对上述各类接口模板的控制；在机载交联设备仿真器[10]上设置与自动飞行控制计算机互联的机载交联设备仿真
参数时，按照当前试验测试项目的要求，在对应的机载交联设备仿真组件模块中设置参数；配备1553B数据总线、ARINC-429数据总线接口模板，在自动飞行控制计算机[3]或自动飞行控制系统试验中，实现与自动飞行控制计算机[3]的通信，模拟与自动飞行控制计算机[3]机载交联设备数据信息传输，向自动飞行控制计算机[3]发送数据信息，或者是接收自动飞行控制计算机[3]发送输出的数据信息，进行解析、显示。6.根据权利要求1所述的一种飞机自动飞行控制系统的试验系统，其特征在于:所述的现场可视化操作引导单元[11]引导试验人员在自动飞行控制装置上进行操作时，用可视化的方法指示需要按压的开关按钮，引导试验人员进行自动飞行控制系统工作状态的设置，或者是引导试验人员操作开关旋钮，进行各种参数的设置；现场可视化操作引导单元[11]以虚拟现实的方式显示自动飞行控制装置[1]的图像画面，所显示的开关按钮、旋钮、状态显示窗口对应自动飞行控制装置[1]上开关按钮、旋钮、状态显示窗口；按照自动飞行控制系统当前状态，以指示灯或状态显示窗口显示当前状态，以及按照试验测试要求，用醒目、明显的标志指示需要进行操作的开关按钮或旋钮。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：支超有，薛源，李美玲，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
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