CN106773789B - 一种工程模拟器的操作与显示*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工程模拟器的操作与显示***，主要包括显示操作装置(1)、显控计算机(2)、飞行模拟计算机(3)。其中，显示操作装置(1)为工程模拟器座舱显示控制设备，用于显示飞行品质评估画面，并接收飞行员的操纵指令；显控计算机(2)为工程模拟器PC机，用于生成显示画面，以及显示装置的控制；飞行模拟计算机(3)为工程模拟器PC机，用于飞机本体环境的仿真。本发明意在简化机载显示***的复杂程度，降低试验设备要求，缩减研制经费，同时满足品模试验要求，便于快速及时更新显示内容与控制方式，完成试验人员对飞控***评估。
Description
所属技术领域
本发明属于计算机仿真技术、显示技术领域，涉及一种工程模拟器的操作与显示***。
背景技术
工程模拟器是对飞机的飞行品质、控制律和任务包线等进行设计与研究的必要设备。其基本原理是利用尽可能逼真的飞行环境，通过具有丰富飞行经验的飞行员或工程技术人员操纵模拟器，观察飞行显控设备和仪表，感受座舱外视景、音响等来评定飞行性能和飞行品质，对***的设计提出修改意见。在此过程中，飞行员主要通过显示***获取飞行信息，了解飞机当前状态，从而对飞行任务的执行做出判断。因此显示***最直观地影响着工程模拟器的质量和评估效果。目前，工程模拟器的显示***或采用机载设备，设计复杂，使用经费高；或采用仿真设备，设计过于简单，与型号飞机设计相差过大，影响评估结论。
本发明正是意在设计一种工程模拟器的显控方法，既可采用机载设备，也可采购仿真设备，利用软件模拟实现机载显示***控制处理单元的功能，及时跟进机载显示***设计更新软件功能，从而在功能上接近机载***，提高评估结果的真实性。
发明内容
本发明的目的是：为工程模拟器试验过程中飞行品质特性的评估提供一种显控方法，包括显示设备、显示控制处理模拟***，以及外部飞行特性模拟***。在功能上接近机载显示***，减少工程模拟器开发经费，简化机载***复杂程度，提高评估结果的真实性。
本发明的技术方案是：
一种工程模拟器的操作与显示***，包括显示操作装置(1)、显控计算机(2)、飞行模拟计算机(3)，其中,显示操作装置(1)与显控计算机(2)间用总线连接并实现其通讯，同时用视频线连接；显控计算机(2)与飞行模拟计算机(3)之间用网络连接并实现其通讯；
其特征在于：
显示操作装置(1)包括显示设备和控制面板，用于接受飞行员操作，将飞行员操纵指令数字信号通过GJB289A总线发送到显控计算机(2)，并通过GJB289A总线反馈显示状态,便于飞行员及时了解当前飞机状态；显示操作装置(1)与显控计算机(2)之间用视频线连接，传输VGA视频信号或DVI视频信号；控制面板可采用虚拟触摸屏或实物仿真；
显控计算机(2)用于显示解算和显示驱动，包括采集、解算规则和显示模块，根据事先植入的逻辑规则对接收到的操作指令进行判断，如果判断该操作指令可执行，则按照该操作指令进入相应工作模态；如果判断该操作指令目前无法执行，则向显示操作装置反馈工作模态未接通的信息；
飞行模拟计算机(3)用于模拟飞机本体的飞行状态，用高速网线连接显控计算机(2)，发送飞机状态信息。
其中，显控计算机(2)中的逻辑规则具体为：
第一步：飞行员在显示操作装置(1)的控制面板上进行操作，控制面板将飞行员操作处理为操作指令数字信号，并通过总线发送给显控计算机(2)；
第二步：显控计算机(2)的采集模块根据事先植入的接通逻辑规则对接收到的操作指令初步判断是否为合法操作指令，并将合法操作指令传送给解算规则模块，将非法操作指令反馈给控制面板，使其状态跳转回飞行员该次非法操作前的状态；
第三步：显控计算机(2)的解算规则模块根据合法操作指令，结合当前飞行阶段、自身故障状态、工作模态以及接通需要满足的制约条件综合判断是否可执行该操作指令，如果判断该操作指令可执行，则按照该操作指令进入相应工作模态；如果判断该操作指令目前无法执行，则向采集模块反馈模态未接通的信息；具体为：
首先进行显控计算机通信故障判断，如果通信有故障，则判断该操作指令目前无法执行；如果通信无故障，则进行以下判断：
A、若操作指令为加载工作模态，则需要判断飞机当前是否处于加电初始化，飞机其他***处于地面状态；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
B、若操作指令为接通起飞、巡航或着陆工作模态，则需要判断飞行模拟计算机的***当前是否工作于相应模式下；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
C、若操作指令为任务工作模态，则需要判断气压高度、指示空速、飞机俯仰、飞机滚转、飞机过载和攻角是否正常；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
第四步：显控计算机(2)的显示模块根据工作模态的状态，以及收到的飞行信息驱动显示操作装置正确显示：如果模态已接通，则显示操作装置显示选择的工作模态已接通，进入相应的画面；如果工作模态未接通，则控制显示操作装置显示跳转回飞行员该次操作前的状态；工作模态包括加载、起飞、巡航、任务、着陆模态；
第五步：显示操作装置将当前的工作模态实时显示给飞行员。
所述的第二步中，接通逻辑规则为：
1)判断输入指令时的模态是否与所对应工作模态一致，如果是，则为合法操作指令，进入第2)步，如果不是，则为非法操作指令，进入第3)步；
2)判断操作指令输入的参数值是否在规定范围内，如果是，则操作指令满足接通逻辑规则，将该合法操作指令发送给解算规则模块；如果不是，则操作指令不满足接通逻辑规则，则为非法操作指令，进入第3)步；
3)出现非法操作指令后，解算规则模块通过采集模块反馈给显示操作装置控制信号，使其显示跳转回飞行员该次非法操作前的状态。
本发明的优点是：与机载显示***相比，显示内容集中，简化机载***的复杂程度，减少与试验评估无关内容，提高试验人员评估关注度；
与常规工程模拟器的显示***相比，本发明显示设备接口统一标准化，可重用性强，设备实现方式既可采用实物也可采用虚拟方式；本发明具有较好的可重构性和扩展性，随试验内容便于及时扩展，及时进行软硬件升级更新。
附图说明
图1为显示方法连接示意图。图中，(1)为显示操作装置、(2)为显控计算机、(3)为飞行模拟计算机。
具体实施方式
设计思路：飞机控制律设计是一个反复迭代的过程。常常需要借助工程模拟器开展品模试验，通过具有丰富飞行经验的试验人员(飞行员或工程技术人员)操纵品模试验台，观察飞行显控仪表，评定飞行***设计提出修改意见。在此过程中，品模试验中的显示***直接反映出飞机控制律状态，影响***的评估。本发明正是意在设计一种工程模拟器的显示方法，既可采用机载设备，也可采购仿真设备，利用软件模拟实现机载显示***控制处理单元的功能，及时跟进机载显示***设计更新软件功能，从而在功能上接近机载***，提高评估结果的真实性。
具体实现方式：本发明的一种工程模拟器的操作与显示***，包括显示操作装置(1)、显控计算机(2)、飞行模拟计算机(3)，其中,显示操作装置(1)与显控计算机(2)间用总线连接并实现其通讯，同时用视频线连接；显控计算机(2)与飞行模拟计算机(3)之间用网络连接并实现其通讯；其中，
显示操作装置(1)包括显示设备和控制面板，用于接受飞行员操作，将飞行员操纵指令数字信号通过GJB289A总线发送到显控计算机(2)，并通过GJB289A总线反馈显示状态,便于飞行员及时了解当前飞机状态；显示操作装置(1)与显控计算机(2)之间用视频线连接，传输VGA视频信号或DVI视频信号；控制面板可采用虚拟触摸屏或实物仿真；
显控计算机(2)用于显示解算和显示驱动，包括采集、解算规则和显示模块，根据事先植入的逻辑规则对接收到的操作指令进行判断，如果判断该操作指令可执行，则按照该操作指令进入相应工作模态；如果判断该操作指令目前无法执行，则向显示操作装置反馈工作模态未接通的信息；
飞行模拟计算机(3)用于模拟飞机本体的飞行状态，用高速网线连接显控计算机(2)，发送飞机状态信息。
其中，显控计算机(2)中的逻辑规则具体为：
第一步：飞行员在显示操作装置(1)的控制面板上进行操作，控制面板将飞行员操作处理为操作指令数字信号，并通过总线发送给显控计算机(2)；
第二步：显控计算机(2)的采集模块根据事先植入的接通逻辑规则对接收到的操作指令初步判断是否为合法操作指令，并将合法操作指令传送给解算规则模块，将非法操作指令反馈给控制面板，使其状态跳转回飞行员该次非法操作前的状态；
第三步：显控计算机(2)的解算规则模块根据合法操作指令，结合当前飞行阶段、自身故障状态、工作模态以及接通需要满足的制约条件综合判断是否可执行该操作指令，如果判断该操作指令可执行，则按照该操作指令进入相应工作模态；如果判断该操作指令目前无法执行，则向采集模块反馈模态未接通的信息；具体为：
首先进行显控计算机通信故障判断，如果通信有故障，则判断该操作指令目前无法执行；如果通信无故障，则进行以下判断：
A、若操作指令为加载工作模态，则需要判断飞机当前是否处于加电初始化，飞机其他***处于地面状态；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
B、若操作指令为接通起飞、巡航或着陆工作模态，则需要判断飞行模拟计算机的***当前是否工作于相应模式下；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
C、若操作指令为任务工作模态，则需要判断气压高度、指示空速、飞机俯仰、飞机滚转、飞机过载和攻角是否正常；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
第四步：显控计算机(2)的显示模块根据工作模态的状态，以及收到的飞行信息驱动显示操作装置正确显示：如果模态已接通，则显示操作装置显示选择的工作模态已接通，进入相应的画面；如果工作模态未接通，则控制显示操作装置显示跳转回飞行员该次操作前的状态；工作模态包括加载、起飞、巡航、任务、着陆模态；
第五步：显示操作装置将当前的工作模态实时显示给飞行员。
所述的第二步中，所述的接通逻辑规则为：
1)判断输入指令时的模态是否与所对应工作模态一致，如果是，则为合法操作指令，进入第2)步，如果不是，则为非法操作指令，进入第3)步；
2)判断操作指令输入的参数值是否在规定范围内，如果是，则操作指令满足接通逻辑规则，将该合法操作指令发送给解算规则模块；如果不是，则操作指令不满足接通逻辑规则，则为非法操作指令，进入第3)步；
3)出现非法操作指令后，解算规则模块通过采集模块反馈给显示操作装置控制信号，使其显示跳转回飞行员该次非法操作前的状态。
Claims (2)
1.一种工程模拟器的操作与显示***，包括显示操作装置(1)、显控计算机(2)、飞行模拟计算机(3)，其中,显示操作装置(1)与显控计算机(2)间用总线连接并实现其通讯，同时用视频线连接；显控计算机(2)与飞行模拟计算机(3)之间用网络连接并实现其通讯；
其特征在于：
显示操作装置(1)包括显示设备和控制面板，用于接受飞行员操作，将飞行员操作指令数字信号通过GJB289A总线发送到显控计算机(2)，并通过GJB289A总线反馈显示状态,便于飞行员及时了解当前飞机状态；显示操作装置(1)与显控计算机(2)之间用视频线连接，传输VGA视频信号或DVI视频信号；控制面板可采用虚拟触摸屏或实物仿真；
显控计算机(2)用于显示解算和显示驱动，包括采集、解算规则和显示模块，根据事先植入的逻辑规则对接收到的操作指令进行判断，如果判断该操作指令可执行，则按照该操作指令进入相应工作模态；如果判断该操作指令目前无法执行，则向显示操作装置(1)反馈工作模态未接通的信息；
飞行模拟计算机(3)用于模拟飞机本体的飞行状态，用高速网线连接显控计算机(2)，发送飞机状态信息，
其中，显控计算机(2)中的逻辑规则具体为：
第一步：飞行员在显示操作装置(1)的控制面板上进行操作，控制面板将飞行员操作处理为操作指令数字信号，并通过总线发送给显控计算机(2)；
第二步：显控计算机(2)的采集模块根据事先植入的接通逻辑规则对接收到的操作指令初步判断是否为合法操作指令，并将合法操作指令传送给解算规则模块，将非法操作指令反馈给控制面板，使其状态跳转回飞行员该次非法操作前的状态；
第三步：显控计算机(2)的解算规则模块根据合法操作指令，结合当前飞行阶段、自身故障状态、工作模态以及接通需要满足的制约条件综合判断是否可执行该操作指令，如果判断该操作指令可执行，则按照该操作指令进入相应工作模态；如果判断该操作指令目前无法执行，则向采集模块反馈模态未接通的信息；具体为：
首先进行显控计算机通信故障判断，如果通信有故障，则判断该操作指令目前无法执行；如果通信无故障，则进行以下判断：
A、若操作指令为加载工作模态，则需要判断飞机当前是否处于加电初始化，飞机其他***处于地面状态；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
B、若操作指令为接通起飞、巡航或着陆工作模态，则需要判断飞行模拟计算机的***当前是否工作于相应模式下；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
C、若操作指令为任务工作模态，则需要判断气压高度、指示空速、飞机俯仰、飞机滚转、飞机过载和攻角是否正常；如果是，则判断该操作指令可执行；如果否，则判断该操作指令目前无法执行；
第四步：显控计算机(2)的显示模块根据工作模态的状态，以及收到的飞行信息驱动显示操作装置(1)正确显示：如果模态已接通，则显示操作装置(1)显示选择的工作模态已接通，进入相应的画面；如果工作模态未接通，则控制显示操作装置(1)显示跳转回飞行员该次操作前的状态；工作模态包括加载、起飞、巡航、任务、着陆模态；
第五步：显示操作装置(1)将当前的工作模态实时显示给飞行员。
2.如权利要求1所述的一种工程模拟器的操作与显示***，其特征是，所述的第二步中，所述的接通逻辑规则为：
1)判断输入指令时的模态是否与所对应工作模态一致，如果是，则为合法操作指令，进入第2)步，如果不是，则为非法操作指令，进入第3)步；
2)判断操作指令输入的参数值是否在规定范围内，如果是，则操作指令满足接通逻辑规则，将该合法操作指令发送给解算规则模块；如果不是，则操作指令不满足接通逻辑规则，则为非法操作指令，进入第3)步；
3)出现非法操作指令后，解算规则模块通过采集模块反馈给显示操作装置(1)控制信号，使其显示跳转回飞行员该次非法操作前的状态。
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