CN106773788A - 一种飞机起落架仿真平台 - Google Patents

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emulation
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刘喜藏
平原
马力
姬云
鲍颖祎
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Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种飞机起落架仿真平台，包括操纵装置、数据交互单元、教员单元、状态显示单元和仿真模型。操纵装置由起落架收放控制手柄和起落架应急放操纵部件组成；数据交互单元负责采集操纵装置发出的操纵指令信号，并将其转化为可以被数字仿真模型识别的数据类型，同时接收仿真模型发出的起落架收放控制手柄解锁指令，将其转化为可以***纵装置识别的信号并发送给起落架收放控制手柄；教员单元进行仿真初始状态设置，执行故障注入/清除指令，控制电信号/液压信号源的接通或断开；状态显示单元接收仿真模型发送的数据，驱动显示画面，对起落架的状态、告警信息进行显示；本发明建模效率高、仿真模块可重复利用，便于修改和扩展。

Description

一种飞机起落架仿真平台
技术领域
本发明属于飞行仿真领域，涉及一种飞机起落架仿真平台，特别地，涉及一种将飞机起落架收放***操纵部件、控制器、能源信号以及起落架仿真元件等实现统一建模的飞机起落架仿真平台。
背景技术
为减小飞行中的阻力，现代飞机起落架通常是可收放的，起落架收放机构的运动比较复杂，起落架上、下位锁的开锁和上锁，起落架舱门的打开和关闭，起落架的收起和放下等均要正确匹配和协调，否则将会发生飞行事故，对飞机起落架收放控制功能的验证是飞机设计的一个重要环节。
起落架应急放在极端时刻对飞机和机上人员的安危起决定性作用，飞机上通常配备有专门的起落架应急放操纵部件和独立的起落架应急放能源，在起落架正常放下失效时来保证起落架可以安全放下，但有关起落架应急放过程的仿真研究非常稀少。
发明内容
本发明的目的是：在于提供一种飞机起落架仿真平台，其能够通过人在回路的方式，对起落架收放***的控制逻辑、控制余度、状态显示单元与告警逻辑进行设计和验证。该起落架仿真平台还可用于起落架正常收放和起落架应急放训练。
本发明的技术方案是：一种飞机起落架仿真平台，其包括：操纵装置1、数据交互单元2、教员单元3、状态显示单元4、仿真模型5，所述仿真模型5接收数据交互单元2和教员单元3的指令信息，经仿真解算后发送起落架***的状态信息至状态显示单元4，操纵装置1通过数据交互单元2实现和仿真模型5的数据交互。
所述操纵装置1由起落架收放控制手柄和起落架应急放操纵部件组成。
所述数据交互单元2负责采集操纵装置发出的操纵指令信号，并将其转化为可以被数字仿真模型识别的数据类型，同时接收仿真模型发出的起落架收放控制手柄解锁指令，将其转化为可以***纵装置识别的信号并发送给起落架收放控制手柄。
所述教员单元3进行仿真初始状态设置，执行故障注入/清除指令，控制电信号/液压信号源的接通或断开。
所述状态显示单元4接收仿真模型发送的数据，驱动显示画面，对起落架的状态、告警信息进行显示。
所述仿真模型5由输入/输出数据处理模块、控制器模块以及作动器与仿真元件模块组成。
本发明所产生的有益效果
本发明中的飞机起落架仿真平台结构简单、成本低廉，可以运行于单台仿真计算机。该飞机起落架仿真平台可以作为设计开发工具，用于对飞机起落架收放控制逻辑、控制余度、起落架状态显示单元与告警逻辑进行设计和验证，该仿真平台还可用于起落架正常收放和起落架应急放程序训练。
相比于一般的离线仿真，仿真开始后无法执行操纵指令更改、能源信号开关以及故障注入清除等操作，具有人在回路的飞机起落架仿真平台，可以通过操纵机构和教员单元实现人在环的实时输入指令控制/更改，并通过状态显示单元实时监视起落架当前所处的状态。采用模块化建模方法，与传统的建模方法相比，具有建模效率高、仿真模块可重复利用，便于修改和扩展等优点。可以根据起落架布局的不同，将该飞机起落架仿真平台中的仿真模型快速修改、移植应用于其他型号飞机起落架***。
附图说明
图1示出了根据本发明的飞机起落架仿真平台的结构示意图；
图2示出了根据本发明的飞机起落架仿真平台中的仿真模型架构；
具体实施方式
图1示出了根据本发明的飞机起落架仿真平台结构示意图。由本图可以看出，本发明的飞机起落架仿真平台包括以下几个部分：
1)操纵装置，主要由起落架收放控制手柄和起落架应急放操纵部件组成，采用仿真件进行安装和使用。起落架收放控制手柄发送起落架收放控制指令，同时接收电磁解锁指令信号和机械解锁指令。起落架应急放操纵部件包括前起落架应急放手柄、左主起落架应急放手柄、右主起落架应急放手柄、左主起落架舱门应急放手柄、右主起落架舱门应急放手柄和应急放手摇泵，其中前起落架应急放手柄用来解锁前起落架上位锁，之后前起落架在重力作用下放下，左/右主起落架舱门应急放手柄用来打开主起落架舱门上位锁，左/右主起落架应急放手柄用来打开主起落架上位锁，应急放手摇泵用来为主起落架应急放提供应急液压能源。
2)数据交互单元，负责采集操纵装置发出的操纵指令信号，并将其转化为可以被数字仿真模型识别的数据类型，同时接收仿真模型发出指令信号，，将其转化为可以***纵装置识别的信号并发送给起落架收放控制手柄。操纵装置发出的操纵指令信号有起落架正常收放控制指令和起落架应急放控制指令信号，经数据交互单元处理后，均转化为可以被仿真模型直接使用的逻辑型数据量，此外数据交互单元接收仿真模型发出的起落架控制手柄电磁解锁信号，并将其转化为可以被起落架收放控制手柄识别的信号。
3)教员单元，进行仿真初始状态设置，执行故障注入/清除指令，控制电信号/液压信号源的接通或断开。采用C++builder6.0进行教员单元软件开发。***初始状态分为空中和地面两类状态；通过教员单元设置的故障类型包括：起落架收放控制手柄故障、起落架上位锁故障、起落架下位锁故障、起落架舱门故障和起落架收放控制手柄卡滞。通过接通或断开电信号和液压信号用来控制起落架收放***能源信号的开关。
4)状态显示单元，接收仿真模型发送的数据，驱动显示画面，对起落架的状态、告警信息进行显示。利用IData2.0用户开发环境和Microsoft Visual C++6.0来开发状态显示单元。状态显示单元提供的显示信息主要包括起落架支柱位置、起落架舱门状态、轮载状态以及起落架收放***告警信息。
5)仿真模型，主要由起落架收放控制逻辑、虚拟起落架和舱门以及相应的锁机构、作动器等组成，如图2所示。在进行仿真建模时，起落架收放控制***仿真模型由输入/输出数据处理模块、控制器模块以及作动器与仿真元件模块三大模块组成。其中输入/输出数据处理模块负责接收经数据交互单元处理的操纵指令以及教员单元发送的控制指令，同时该模块还将起落架的状态信息以虚拟硬线和虚拟总线的方式发送给数据交互单元和状态显示单元。控制器模块包括起落架正常收放控制器和起落架应急放控制器，该模块根据起落架当前所处状态和操纵指令，控制起落架和起落架舱门的运动顺序。作动器与仿真元件模块主要由作动器、起落架(支柱)、起落架舱门、锁机构和传感器等仿真部件组成，该模块接收控制器发出的控制指令，利用正常收放驱动能源或应急放能源驱动锁机构、起落架(支柱)和起落架舱门的运动。
数据交互单元、教员单元、状态显示单元和仿真模型运行在单台仿真计算机上，该计算机安装有Windows XP***。

Claims (6)

1.一种飞机起落架仿真平台，其包括：操纵装置(1)、数据交互单元(2)、教员单元(3)、状态显示单元(4)、仿真模型(5)，所述仿真模型(5)接收数据交互单元(2)和教员单元(3)的指令信息，经仿真解算后发送起落架***的状态信息至状态显示单元(4)，操纵装置(1)通过数据交互单元(2)实现和仿真模型(5)的数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种飞机起落架仿真平台，其特征在于，所述操纵装置(1)由起落架收放控制手柄和起落架应急放操纵部件组成。
3.根据权利要求1所述的一种飞机起落架仿真平台，其特征在于，所述数据交互单元(2)负责采集操纵装置发出的操纵指令信号，并将其转化为可以被数字仿真模型识别的数据类型，同时接收仿真模型发出的起落架收放控制手柄解锁指令，将其转化为可以***纵装置识别的信号并发送给起落架收放控制手柄。
4.根据权利要求1所述的一种飞机起落架仿真平台，其特征在于，所述教员单元(3)进行仿真初始状态设置，执行故障注入/清除指令，控制电信号/液压信号源的接通或断开。
5.根据权利要求1所述的一种飞机起落架仿真平台，其特征在于，所述状态显示单元(4)接收仿真模型发送的数据，驱动显示画面，对起落架的状态、告警信息进行显示。
6.根据权利要求1所述的一种飞机起落架仿真平台，其特征在于，所述仿真模型(5)由输入/输出数据处理模块、控制器模块以及作动器与仿真元件模块组成。
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