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方案描述： 1. 基本功能 總線仿真與測試系統(tǒng)能夠?qū)τ嬎銠C通道的所有ARINC429、MIL-STD-1553、AFDX總線信號、離散信號、模擬信號等進行接收、監(jiān)控、實時記錄和數(shù)據(jù)回放，通過直觀的數(shù)據(jù)監(jiān)控，對各種信號具有從原碼到物理意義的解析功能，能快速有效的進行系統(tǒng)試驗、操作記錄、故障定位和狀態(tài)監(jiān)視。 結(jié)構(gòu)框圖 該綜合航電仿真及測試系統(tǒng)對ARINC429、1533B、AFDX總線信號進行仿真與測試的內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議驗證、電氣性能、噪聲抑制、錯誤注入、傳輸狀態(tài)等方面的測試、分析和故障診斷，并提供良好的圖形化界面完成以上仿真和測試功能。 提供的模擬輸出通道，每路電壓范圍±10V，并實現(xiàn)模擬信號的信號測試、信號顯示、信號記錄、信號分析、記錄(報表自動生成)、信號回放。提供2種模擬信號注入方式：自動注入(測試設(shè)備注入)和手動注入(1~2個外部標(biāo)準(zhǔn)源注入)，注入模式的選擇由前面板的斷連塊選擇，并提供信號燈指示。 提供對離散量輸出的通道以及離散量輸入的通道。其中，離散量輸出通道由前面板開關(guān)控制，離散輸入通道用斷連塊和信號燈實現(xiàn)。并提供對離散量記錄、顯示、自動生成報表等功能。 提供對被測計算機內(nèi)部二次電源(-5VDC、±15VDC)的檢測，實時顯示、記錄等功能。 2. 系統(tǒng)方案實現(xiàn) 大 部分系統(tǒng)的仿真測試過程可分為數(shù)學(xué)模型仿真測試階段、單個設(shè)備的半實物仿真測試階段、多個設(shè)備的半實物聯(lián)合仿真測試階段、實物仿真測試階段等。而目前市面 上大部分仿真測試設(shè)備僅能滿足單個階段的仿真測試需求，硬件系統(tǒng)上繼承性、擴展性較差，造成大量的硬件重復(fù)建設(shè)。并且不同階段的仿真測試設(shè)備在軟件使用習(xí) 慣上差異較大，給系統(tǒng)仿真設(shè)計師及檢測人員帶來大量不必要的勞動。 因此，我們希望提供一個通用性好、可擴展性強的仿真與檢測系統(tǒng)解決方案，該解決方案可以滿足客戶在不同研制階段對仿真和測試的需求，減少軟件使用的熟悉時間，提高工作效率，節(jié)約硬件成本。 2.1 數(shù)學(xué)模型仿真階段 系統(tǒng)組成： 硬件：PC機 + 反射內(nèi)存網(wǎng) 軟件：Windows/RTX + Matlab/Simulink + Labview 航電總線仿真系統(tǒng)硬件平臺分成主機系統(tǒng)(主控計算機)和目標(biāo)機系統(tǒng)(座艙顯控系統(tǒng)、高升力控制系統(tǒng)、飛控計算機、雷達等)兩個部分。主機系統(tǒng)和目標(biāo)機系統(tǒng)通過反射內(nèi)存網(wǎng)和以太網(wǎng)連接。反射內(nèi)存網(wǎng)用來實時傳輸仿真參數(shù)和仿真結(jié)果；以太網(wǎng)用來傳輸其他文件信息和交互內(nèi)容。 2.2 半實物階段：單個設(shè)備 系統(tǒng)組成： 硬件：PC機 + 反射內(nèi)存網(wǎng) + 總線仿真與檢測設(shè)備 軟件：Windows/RTX + Matlab/Simulink + Labview + Vxworks 在半實物階段，可以用反射內(nèi)存網(wǎng)和航電總線仿真與檢測設(shè)備搭建該階段的仿真系統(tǒng)。主機完成仿真模型的建立和修改，航電總線仿真與檢測設(shè)備完成仿真模型的運行和與航電總線的數(shù)據(jù)交互的ICD和DDR文件控制。在航電總線仿真與檢測設(shè)備上實現(xiàn)航電設(shè)備的動態(tài)仿真，滿足飛機航電系統(tǒng)地面動態(tài)仿真試驗的要求。 2.3 半實物階段：多個設(shè)備 系統(tǒng)組成： 硬件：PC機 + 反射內(nèi)存網(wǎng) + 多個總線仿真與檢測設(shè)備 軟件：Windows/RTX + Matlab/Simulink + Labview + Vxworks 主機系統(tǒng)利用MATLAB和Simulink創(chuàng)建系統(tǒng)模型、分析模型并初步測試，通過定制的模板和腳本、自動代碼生成工具將模型轉(zhuǎn)化為C代碼并編譯，通過反射內(nèi)存實時網(wǎng)絡(luò)將可執(zhí)行文件分配到目標(biāo)機系統(tǒng)上實時運行。同時通過Simulink下的I/O模塊庫，各目標(biāo)機系統(tǒng)中的模塊通過I/O板卡與外部系統(tǒng)連接。反射內(nèi)存網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)各目標(biāo)機系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的實時傳輸，因此，目標(biāo)機可以實現(xiàn)模型的實時運行、參數(shù)在線整定、數(shù)據(jù)采集、事件監(jiān)視。整個系統(tǒng)的特點是設(shè)計人員可以完全在Simulink級工作，不需要寫代碼，就可以將建立的模型實時在硬件回路中運行。 綜上所述，該綜合航電總線仿真與測試系統(tǒng)主要用于半實物仿真測試階段，它不僅能滿足實時仿真與檢測等功能需求，同時還具有應(yīng)用靈活，易于擴展等優(yōu)點。 3. 方案評估 上述方案，不僅可以滿足客戶的對航電總線、模擬數(shù)字信號、電源檢測的需求，還易于擴展，構(gòu)建仿真系統(tǒng)，完成PFC交聯(lián)航電環(huán)境、高升力控制系統(tǒng)、自動飛行控制系統(tǒng)等模型的仿真，滿足用戶在不同研制階段對仿真檢測的需求。 3.1 智能化 總線功能模塊采用已經(jīng)被廣泛證實的GE航電適配卡，可以可靠、高效的完成總線仿真和測試任務(wù)。同時，軟件提供一鍵式操作，即可智能地完成對ARINC429、1553B、AFDX總線的各個方面的測試、記錄，對自動測試數(shù)據(jù)進行分析，監(jiān)控被測系統(tǒng)的狀態(tài)，有錯誤預(yù)警功能；在錯誤發(fā)生時能進行故障定位。 3.2 模塊化 將總線功能模塊和模擬、數(shù)字信號仿真檢測模塊分離，分別由2個主控板控制，有利于降低各個主控板的負荷，提高主控板的運行時的穩(wěn)定性。軟件設(shè)計的模塊化，可方便地修改或添加系統(tǒng)功能，便于滿足客戶需求改變和功能升級。開放的數(shù)據(jù)監(jiān)控API，可方便用戶擴展監(jiān)控終端的數(shù)量。目標(biāo)機仿真接口庫，使用戶可以進行二次開發(fā)，定制出完全適合自己的主控程序。 3.3 網(wǎng)絡(luò)化 系統(tǒng)通過以太網(wǎng)，提供遠程操控接口。在VxWorks中搭建Webserver，可通過以太網(wǎng)用頁面訪問測試系統(tǒng)，可發(fā)送、啟動、暫停或是停止測試等控制命令，也可以通過以太網(wǎng)或?qū)崟r網(wǎng)來擴展監(jiān)控終端，解決了地域限制。同時，用戶方便的下載和管理仿真、測試數(shù)據(jù)。 3.4 實時性 反射內(nèi)存卡的VMIC5565系列，傳輸速度達到174M字節(jié)/秒。使用光纖，可以連接更多節(jié)點（最大到256個節(jié)點），具有很高的抗干擾能力。測試結(jié)果表明，從數(shù)據(jù)寫入RAM到傳到另一個結(jié)點的反射內(nèi)存卡上，只有不到400納秒的時延，可保證系統(tǒng)的實時性的實現(xiàn)。同時使用反射內(nèi)存網(wǎng)用戶可以方便搭建不同研制階段的仿真測試平臺，易于擴展。 |
