CN107358837A - 飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法。本发明的飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法包括以下步骤：通过匹配信息要素分析确定要素分析结果；试飞数据评估筛选，以获得合格的试飞数据；试飞数据格式处理，以得到可对比试飞数据；仿真设置，并得到模拟仿真结果；对比分析结果生成。本发明能够用于帮助飞行模拟机验证数据包的研发，以及用于保证及验证飞行模拟机系统和真实飞行训练的一致性。

Description

飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法

技术领域

本发明涉及飞机的飞行模拟仿真技术领域，尤其涉及飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法。

背景技术

飞行模拟机是一种飞行模拟仿真系统，用于人在回路的闭环模拟仿真训练。作为飞行员训练的核心设备，其与所模拟的飞机在飞行动力学等方面特性的逼真程度，直接决定着飞行训练的质量，影响到航班的运营安全。

综合匹配证明信息作为飞行模拟机数据包的重要组成部分，通过模拟仿真模型在特定测试科目下的仿真数据与飞机试飞数据的对比，以此表明参与运算的模拟仿真模型能够较准确地复现所模拟飞机的飞行性能、操纵品质及飞行品质等方面的特性。

区别于飞行模拟机的气动与飞行控制、动力系统等单系统/模型的匹配证明信息，综合匹配证明旨在表明多个系统的仿真模型共同参与仿真运算的精度，而非某单一系统/模型单独仿真运算的结果。

目前，国内在飞行模拟机的模型开发领域缺乏成熟、可靠的技术和经验，无法开发出能够完全符合相关法规要求、满足飞行训练需求的高等级飞行模拟机系统模型，无法完成综合匹配证明的要素分析与信息处理，因而无法形成完整的飞行模拟机的验证数据包。

为此，亟需一种综合匹配证明信息的处理方法，用于开发基于数据客观对比的模拟仿真模型与真实飞机的特性匹配度表明信息，有助于提高飞行模拟机数据包的完整性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中缺乏有效的方法来保证及验证飞行模拟机系统和真实飞机在飞行特性上的一致性的问题，提出一种飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法，其特点在于，其包括以下步骤：

步骤一、在综合匹配证明信息的要素分析内容的基础上，根据飞机飞行模拟机的标准以及飞机飞行模拟机模拟仿真的对象特点选取要素分析结果，其中所述对象特点包括仿真科目，所述要素分析内容包括参与飞机飞行模拟机的模拟仿真的系统模型信息和仿真科目的特点，其中仿真科目的特点包括仿真状态点、飞机形态、基准飞行状态参数、数据驱动方式及闭环控制策略中的部分或全部；

步骤二、根据所述要素分析结果对试飞数据进行有效性筛选，以获得合格的试飞数据；

步骤三、在步骤二获得的合格的试飞数据的基础上，根据所述仿真科目的特点，确定所述试飞数据的起止点，并根据所确定的起止点对所述试飞数据进行截取，并根据飞机飞行模拟机的仿真运算的标准对截取到的试飞数据进行格式转换，从而得到可对比试飞数据，其中所述可对比试飞数据可用于程序运算；

步骤四、在飞机飞行模拟机的系统中，确定和所述要素分析结果相关联的模拟仿真方式，以进行模拟仿真并得到模拟仿真结果；

步骤五、确定需要显示的要素信息以及格式要求，在飞行模拟机的系统中得到和所述需要显示的要素信息相关联的、所述模拟仿真结果和所述可对比试飞数据的对比结果。

较佳地，步骤三中所进行的格式转换包括：

根据所述试飞数据的原始数据时间参数增加相对时间参数列；

针对所述试飞数据，编辑仿真程序参数和试飞数据间的映射关系、原始数据信息描述、横/纵向坐标模式、参数单位中的部分或全部。

较佳地，.步骤四中的确定模拟仿真方式包括：

根据仿真科目的特点，对模拟仿真中采用的参数驱动方式、闭环控制策略、飞机形态、初始飞行状态和初始飞行状态的配平方式进行设置，其中根据所述可对比试飞数据设置模拟仿真中的初始状态，模拟仿真中的初始飞行状态的配平方式的设置包括对三个坐标轴的轴向加速度以及围绕三个坐标轴的角加速度的配平模式进行设置。

较佳地，步骤四中的确定模拟仿真方式还包括：

设置和数据采集相关的参数。

较佳地，模拟仿真中的飞机形态包括飞机的重量、重心位置、起落架位置、襟/缝翼展开位置、飞控系统模式；初始飞行状态包括：飞行速度、飞行高度。

较佳地，步骤五中的对比结果的形式为所述模拟仿真结果和所述可对比试飞数据的对比曲线，步骤五中的确定格式要求包括设置横纵坐标范围、设置绘图位置。

较佳地，所述处理方法还包括：

在飞机飞行模拟机中配置人机界面，所述人机界面用于实现对用于飞机飞行模拟机的模拟仿真的程序的调用和设置。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法，能够用于帮助飞行模拟机验证数据包的研发，以及用于保证及验证飞行模拟机的模拟仿真模型和真实飞机在飞行特性等方面的一致性。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

参考图1所示，根据本发明一较佳实施例的飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法，包括以下步骤：

步骤一、通过匹配信息要素分析确定要素分析结果；

步骤二、试飞数据评估筛选，以获得合格的试飞数据；

步骤三、试飞数据截取与格式处理，以得到可用于程序运算与结果对比的试飞数据(即可对比试飞数据)；

步骤四、仿真设置，并得到模拟仿真结果；

步骤五、对比分析结果生成。

其中，步骤一具体包括，在综合匹配证明信息的要素分析的基础上，根据诸如飞机飞行模拟机鉴定的法规要求以及所模拟飞机的特点，选取要素分析结果，所述要素分析内容包括：参与飞机飞行模拟机的模拟仿真的系统模型信息、仿真科目的特点，后者包括仿真状态点、飞机形态、基准飞行状态参数、仿真时的数据驱动方式及闭环控制策略中的部分或全部。

在本发明的一些实施方式中，步骤一中可根据综合匹配证明信息的作用，结合相关法规与规范，对匹配证明的信息要素进行系统分析，为试飞数据的评估筛选、仿真设置等后继技术环节奠定基础。

举例来说，本发明的一个实施例中，首先根据匹配证明信息的作用，确定对“纵向短周期”这一科目进行模拟仿真。其次，结合飞行模拟机相关法规条例及模拟仿真科目的特点，确定仿真状态点及飞机形态：(1)正常飞行控制模式+巡航构型；(2)非正常飞行控制模式+巡航构型。再次，根据该科目的飞行特点——升降舵偏转激励下的飞机纵向飞行状态参数的变化，确定该仿真科目的关注参数为：校准空速、气压高度、爬升率、俯仰角、滚转角、法向过载、俯仰角速率、迎角、水平安定面偏角、升降舵偏角、副翼偏角、驾驶盘纵向位移、驾驶盘侧向位移、油门杆位置、发动机关键参数、风速、风向等。最后，考虑到该科目的主要操作通道为俯仰操纵，确定该仿真的数据驱动方式为：纵向——试飞数据驱动(“驾驶盘纵向位移”试飞采集参数)，航向——试飞数据驱动(“方向舵脚蹬位置”试飞采集参数)，横向——PID闭环控制。

步骤二则根据要素分析结果对试飞数据进行有效性筛选，以获得合格的试飞数据。例如，在如上所举出的例子(即“纵向短周期”的模拟仿真的实施例)中，根据匹配信息要素分析结果，评估该科目中飞行状态参数的有效性，选取1)正常飞行控制模式下以及非正常飞行控制模式下的原始试飞数据；2)该科目的原始试飞数据中，飞机形态(主要包括襟/缝翼展开位置、起落架位置)、水平安定面舵偏、油门杆位置不应发生改变。当然，在其他的一些实施例中，也有可能仅仅筛选获取正常飞行控制模式下的原始试飞数据。

步骤二的作用可以理解为根据匹配证明信息的要素分析结果，提炼飞机的试飞数据需求，在试飞数据的有效性评估基础上，完成对试飞数据的筛选。筛选出的试飞数据，一方面部分参数可以作为模拟仿真的驱动数据(如上述实施例中的驾驶盘纵向位移、方向舵脚蹬位置等参数)，另一方面可以直接作为模型仿真结果的参考对比数据(如上述实施例中的校准空速、气压高度、俯仰角、法向过载等参数)，以判断系统模型在相同条件下的仿真精确程度。

步骤三可大致理解为根据模拟仿真的试飞科目特点，确定试飞数据起止点，完成试飞数据的科目化截取；在此基础上完成试飞数据的格式转化，供后继程序读取。步骤三具体可以是，在步骤二获得的合格的试飞数据的基础上，根据仿真科目的特点，确定试飞数据的起止点，并根据所确定的起止点对试飞数据进行截取，并根据模拟仿真运算程序的需要对截取到的试飞数据进行格式转换，从而得到可用于程序运算与结果对比的试飞数据。

在一些优选实施例中，步骤三中所进行的格式转换可以包括：

根据试飞数据的原始数据时间参数增加相对时间参数列；

针对试飞数据，编辑仿真程序参数和试飞采集参数间的映射关系、原始数据信息描述、纵/横向坐标模式、参数单位的部分或全部。

步骤四可以在飞机飞行模拟机的系统中，确定和要素分析结果相关联的模拟仿真方式，以进行模拟仿真并得到模拟仿真结果。并且优选地，上述确定模拟仿真方式，先根据仿真科目的特点，对模拟仿真中采用的参数驱动方式、闭环控制策略、飞机形态、初始状态和初始状态的配平方式进行设置。其中根据可对比试飞数据设置模拟仿真中的初始状态，这里的初始状态例如可以包括飞机的重量及重心位置、飞行初始状态、大气环境、飞机形态。模拟仿真中的初始飞行状态点的配平方式的设置可以包括对三个坐标轴的轴向加速度以及围绕三个坐标轴的角加速度的配平模式进行设置。其次，设置和数据采集相关的参数，诸如采样率、采样时间等。

以下仍以如上所举出的例子(即“纵向短周期”的模拟仿真的实施例)为例对如上的步骤四进行说明。

在本发明的“纵向短周期”的模拟仿真的实施例中可以如下的方式执行步骤四。

首先，进行初始化配置：根据纵向短周期仿真科目要求，对仿真程序的参数驱动方式、闭环控制策略以及初始状态进行设置。初始状态设置包括根据截取到的试飞数据的初始状态设置仿真程序中的重量、重心位置、襟/缝翼位置、起落架位置、速度、高度、大气环境等。

其次，进行初始飞行状态点的配平方式设置：在模拟仿真开始前，需根据纵向短周期科目特点在仿真程序中进行初始状态配平，包括对三个坐标轴的轴向加速度和围绕三个坐标轴的角加速度配平模式设置。

再次，进行数据导入的设置：在初始配置和配平完成后，调用“驱动导入数据”文件将数据导入仿真程序。在导入数据前需配置参数映射表，定义各仿真参数和“驱动导入数据”文件数据的对应关系。数据导入的过程，即为根据试飞采集数据驱动仿真程序的过程。

最后，进行仿真数据采集的设置：在驱动仿真程序过程中，通过配置采集仿真参数列表、仿真采样率和输出文件，同步采集系统所需数据，形成仿真程序的结果输出。应理解的是，这里的形成仿真程序的输出无需真实地进行输出，而可以只是得到了可以输出的结果。由于这里得到的结果可能包含了过大的数据量，因此可由步骤五的进一步处理得到所需要的部分的结果。

在步骤五中，可以确定需要显示的要素信息以及格式要求，在飞行模拟机的系统中得到和需要显示的要素信息相关联的、模拟仿真结果和可对比试飞数据的对比结果。优选地，对比结果的形式为模拟仿真结果和可对比试飞数据的对比曲线，确定格式要求包括设置横纵坐标范围、设置绘图位置、参数名称、单位与符号定义。

以本发明的“纵向短周期”的模拟仿真的实施例为例，可在得到仿真程序的结果后，首先进行信息格式的编辑，对已确定的匹配证明信息格式进行程序化定义。其次，进行初始状态信息的生成设置，对匹配证明信息的初始状态进行程序化描述，输入状态信息名称，对应各项信息的具体数据通过调用仿真程序的数据结果文件自动输入。最后，进行对比曲线格式的设置：根据信息要素分析的结果，对各项参数的绘制信息进行程序化定义，从而形成对比曲线，具体设置内容主要包括横纵坐标范围、绘图位置、参数名称、单位与符号定义等。如此就得到了模拟仿真结果和可对比试飞数据的对比结果，这一对比结果可以反映出模拟仿真模型与真实的飞机在“纵向短周期”科目特性上的一致性。

在本发明的一些优选实施方式中还可进一步配置人机界面，以用于实现对用于飞机飞行模拟机的模拟仿真的程序的调用和设置，从而便于各种实际应用。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一、在综合匹配证明信息的要素分析内容的基础上，根据飞机飞行模拟机的标准以及飞机飞行模拟机模拟仿真的对象特点选取要素分析结果，其中所述对象特点包括仿真科目，所述要素分析内容包括参与飞机飞行模拟机的模拟仿真的系统模型信息和仿真科目的特点，其中仿真科目的特点包括仿真状态点、飞机形态、基准飞行状态参数、数据驱动方式及闭环控制策略中的部分或全部；

步骤二、根据所述要素分析结果对试飞数据进行有效性筛选，以获得合格的试飞数据；

步骤三、在步骤二获得的合格的试飞数据的基础上，根据所述仿真科目的特点，确定所述试飞数据的起止点，并根据所确定的起止点对所述试飞数据进行截取，并根据飞机飞行模拟机的仿真运算的标准对截取到的试飞数据进行格式转换，从而得到可对比试飞数据，其中所述可对比试飞数据可用于程序运算；

步骤四、在飞机飞行模拟机的系统中，确定和所述要素分析结果相关联的模拟仿真方式，以进行模拟仿真并得到模拟仿真结果；

步骤五、确定需要显示的要素信息以及格式要求，在飞行模拟机的系统中得到和所述需要显示的要素信息相关联的、所述模拟仿真结果和所述可对比试飞数据的对比结果。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤三中所进行的格式转换包括：

根据所述试飞数据的原始数据时间参数增加相对时间参数列；

针对所述试飞数据，编辑仿真程序参数和试飞数据间的映射关系、原始数据信息描述、横/纵向坐标模式、参数单位中的部分或全部。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤四中的确定模拟仿真方式包括：

根据仿真科目的特点，对模拟仿真中采用的参数驱动方式、闭环控制策略、飞机形态、初始飞行状态和初始飞行状态的配平方式进行设置，其中根据所述可对比试飞数据设置模拟仿真中的初始状态，模拟仿真中的初始飞行状态的配平方式的设置包括对三个坐标轴的轴向加速度以及围绕三个坐标轴的角加速度的配平模式进行设置。

4.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，步骤四中的确定模拟仿真方式还包括：

设置和数据采集相关的参数。

5.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，模拟仿真中的飞机形态包括飞机的重量、重心位置、起落架位置、襟/缝翼展开位置、飞控系统模式；初始飞行状态包括：飞行速度、飞行高度。

6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤五中的对比结果的形式为所述模拟仿真结果和所述可对比试飞数据的对比曲线，步骤五中的确定格式要求包括设置横纵坐标范围、设置绘图位置。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：

在飞机飞行模拟机中配置人机界面，所述人机界面用于实现对用于飞机飞行模拟机的模拟仿真的程序的调用和设置。