CN114486310A - 一种飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统，包括：总线记录装置，用于获取各机电子系统的状态信息；数据接口转换模块，用于将总线信息转换为各机电子系统传感器的物理信号；自动测试脚本生成模块，用于将转换后的传感器物理信号值与时间信息进行匹配生成自动测试脚本；自动测试系统，根据自动测试脚本调动多台激励器按照预定的时间信息输出对应的物理信号值，以模拟飞机机电管理系统在飞行剖面内的物理信号并对地面机载设备进行激励，使地面机载采集设备与地面机电核心处理机的状态与飞机上的技术状态一致，实现空中各机电子系统的工况条件及运行状况的复现；状态显示模型，通过自动测试系统的驱动以动态的显示工况条件及允许状态。
Description
技术领域
本申请属于飞机机电管理系统试验技术领域，特别涉及一种飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统。
背景技术
飞机机电管理系统是机载机电系统进行综合化管理、自动控制以及状态监测的分布式计算机系统，其特点是通过分布式机载设备采集机电系统数据，利用总线将数据传输至核心计算机进行集中解算，进而进行控制与状态监控。飞机机电管理系统的动态仿真综合试验是在地面模拟飞机在不同的飞行剖面下各机电设备是否能够完成既定功能的重要试验，也用来复现飞机在使用过程中出现的故障，进行故障原因排查与分析的重要手段。
目前，飞机机电管理系统的动态仿真综合试验通常采用以下方法进行：
步骤一：构建试验测试平台。按照机电管理系统构型搭建总线网络，使用物理信号仿真设备模拟机电管理系统采集的物理信号通过电缆对其进行激励；
步骤二：设计机电管理系统的动态仿真综合试验测试用例。根据各机电子系统在飞机不同飞行剖面内的功能需求，设计动态仿真试验项目的激励条件与预期的响应判据；
步骤三：构建飞机在不同飞行剖面过程的工况条件。根据各机电子系统在不同飞行剖面过程中的典型特点，将其状态参数通过测试平台激励器进行模拟仿真，并进行激励；
步骤四：在步骤三的工况条件下，根据步骤二中设计的测试用例进行激励操作，并判断试验结果是否符合预期。
在以上的试验方法中，步骤三是整个试验的关键与难点。
然而，目前飞机在不同飞行剖面的工况条件，通常是根据经验或者可以预见的典型状态特征，以多个静态常量的形式进行激励，以仿真模拟飞行剖面中的工况条件，但这样的方式难以实现对工况条件的动态仿真。除此之外，当飞机运行过程中出现故障需要进行故障复现时，通常也只能依靠设计人员分析可能造成故障的原因与条件，构造发生故障时的工况条件，以尝试进行故障复现，而是否能够复现故障，取决于设计人员的水平与经验。
发明内容
本申请的目的是提供了一种飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统及方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
一方面，本申请提供了一种飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统，所述系统包括：
总线记录装置，设置在飞机机载总线网络上，用于获取各机电子系统的状态信息；
数据接口转换模块，用于将总线记录装置记录的总线信息根据机载采集设备接口控制文件转换为各机电子系统传感器的物理信号；
自动测试脚本生成模块，用于将转换后的各机电子系统传感器物理信号值与时间信息进行匹配以生成自动测试脚本；
自动测试系统，用于根据生成的自动测试脚本调动机电管理系统测试平台，使测试平台内的多台激励器按照自动测试脚本中的时间信息输出对应的物理信号值，以模拟飞机机电管理系统在飞行剖面内采集的物理信号并对地面机载设备进行激励，保证地面机载采集设备与地面机电核心处理机的状态与飞机上的技术状态一致，从而实现对飞机空中各机电子系统的工况条件及运行状况进行复现；以及
状态显示模型，通过自动测试系统的驱动以动态的显示工况条件及允许状态，并将信息反馈至自动测试系统，完成自动测试比对。
进一步的，所述总线记录装置根据飞机机电管理系统的总线类型。
进一步的，所述总线类型包括GJB289A总线、CAN总线、HB6096总线。
进一步的，接口控制文件包含有总线信号与测试平台激励器物理信号的映射关系，根据总线信号与测试平台激励器物理信号的映射关系完成接口转换。
进一步的，所述自动测试系统通过以太网络连接机电管理系统测试平台内的多台激励器，以实现对多台激励器的调动。
另一方面，本申请提供了一种基于如上任一所述的飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统的动态仿真综合试验方法，所述方法包括：
步骤一：根据飞机机电管理系统总线类型确定具备相应的总线监控与记录功能的总线记录装置，将所述总线记录装置连接在飞机机电管理系统的总线网络中，并记载飞机整个飞行剖面下机电管理系统的总线数据与时间信息；
步骤二：在飞行结束后，下载总线记录装置记载的总线数据及时间信息，通过数据接口转换模块将记录的总线数据转换为所采集的机电管理系统各机载设备的物理信号；
步骤三：总线信号转换后，将转换后的激励器物理信号值与时间信息进行匹配以生成自动测试脚本；
步骤四：自动测试系统根据自动测试脚本调动机电管理系统测试平台内的多台激励器，使激励器按照自动测试脚本中的时间信息输出对应的物理信号值，以模拟飞机机电管理系统在飞行剖面内采集的各机电子系统传感器物理信号，并对地面机载采集设备进行激励，保证地面机载采集设备与地面机电核心处理机的状态与飞机上的技术状态一致，从而实现对飞机空中各机电子系统的工况条件及运行状况进行复现；
步骤五：在对飞机飞行过程中各机电子系统工况条件及允许状态进行复现的过程中，通过自动测试系统驱动试验环境下的机电系统状态显示模型以动态的工况条件及允许状态显示，供设计人员进行人机交互，同时状态显示模型还将信息反馈至自动测试系统，完成自动测试比对。
本申请提供的动态仿真综合试验系统及方法基于飞机的真实飞行数据生成自动测试脚本，驱动机电管理系统测试平台完成动态仿真激励，使试验验证更加真实充分可靠，同时可以复现飞机在空中故障时机电管理系统的运行状态，方便进行故障分析。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的机飞机电机管理系统动态仿真综合试验系统交联示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了能够实现各机电子系统在飞机不同飞行剖面内工况条件的动态仿真，并对飞机飞行过程中的故障进行复现，本申请中提出一种飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统及方法。
如图1所示，该飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统，包括：
总线记录装置，设置在飞机机载总线网络上，用于获取各机电子系统的状态信息；
数据接口转换模块，用于将总线记录装置记录的总线信息根据机载采集设备接口控制文件转换为各机电子系统传感器的物理信号；
自动测试脚本生成模块，用于将转换后的各机电子系统传感器物理信号值与时间信息进行匹配以生成自动测试脚本；
自动测试系统，用于根据生成的自动测试脚本调动机电管理系统测试平台，使测试平台内的多台激励器按照自动测试脚本中的时间信息输出对应的物理信号值，以模拟飞机机电管理系统在飞行剖面内采集的物理信号并对地面机载设备进行激励，保证地面机载采集设备与地面机电核心处理机的状态与飞机上的技术状态一致，从而实现对飞机空中各机电子系统的工况条件及运行状况进行复现；以及
状态显示模型，通过自动测试系统的驱动以动态的显示工况条件及允许状态，并将信息反馈至自动测试系统，完成自动测试比对。
另外，本申请中还提供了一种基于上述飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统的动态仿真综合试验方法，该方法包括如下过程：
步骤一：根据飞机机电管理系统总线类型确定具备相应的总线监控与记录功能的总线记录装置，总线类型包括GJB289A总线、CAN总线、HB6096总线等。将总线记录装置作为一个终端节点连接在飞机机电管理系统的总线网络中，并根据机电总线接口控制文件记载飞机整个飞行剖面下机电管理系统的总线数据与时间信息。
飞机上的机载采集设备通过硬线采集大量的机电子系统传感器信号，以获取各机电子系统的状态信号，这些采集到的状态信号通过总线网络传输至机电核心处理机进行处理，以供飞机驾驶员对各机电子系统进行控制与状态监控。
总线记录装置从总线网络中记录各机电子系统的状态信息，避免从传感器硬线处记录信息带来的电缆铺设难题。
步骤二：在飞行结束后，下载总线记录装置记载的总线数据及时间信息，通过数据接口转换模块或软件将记录的总线数据转换为所采集的机电管理系统各机载设备的物理信号。
飞机上由于总线记录装置只能记录总线信号，需要根据机载采集设备接口控制文件，将总线信号转换为传感器的物理信号状态。在地面试验系统下，使用测试平台激励器模拟传感器的物理信号，故而通过建立总线信号与测试平台激励器物理信号的映射配置表，完成接口转换。进而可以将空中状态下的总线信号数据，转换为激励器的模拟信号数据。
步骤三：总线信号转换后，将转换后的激励器物理信号值与时间信息进行匹配以生成自动测试脚本。
由于步骤二的数据中包含了激励器物理信号值与其对应时间信息，可按照自动测试系统的接口定义，生成可驱动测试平台激励器的自动测试脚本。
步骤四：自动测试系统根据自动测试脚本可通过以太网调动机电管理系统测试平台内的多台激励器，使激励器按照自动测试脚本中的时间信息输出对应的物理信号值，以模拟飞机机电管理系统在飞行剖面内采集的各机电子系统传感器物理信号，并对地面机载采集设备进行激励，保证地面机载采集设备与地面机电核心处理机的状态与飞机上的技术状态一致，从而实现对飞机空中各机电子系统的工况条件及运行状况进行复现。
按照自动测试脚本中的全部测试用例进行各机电子系统的功能测试，即可完成机电管理系统的动态仿真综合试验。
步骤五：在完成步骤四中对飞机飞行过程中各机电子系统工况条件及允许状态进行复现的基础上，通过驱动机电系统状态显示模型以动态的工况条件及允许状态显示，供设计人员进行人机交互，同时状态显示模型还将信息反馈至自动测试系统，完成自动测试比对。
如出现故障，则可通过试验环境中的总线监控了解数据的传递状态，进而分析故障原因。
本申请提供的动态仿真综合试验系统及方法基于飞机的真实飞行数据生成自动测试脚本，驱动机电管理系统测试平台完成动态仿真激励，使试验验证更加真实充分可靠，同时可以复现飞机在空中故障时机电管理系统的运行状态，方便进行故障分析。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统，其特征在于，所述系统包括：
总线记录装置，设置在飞机机载总线网络上，用于获取各机电子系统的状态信息；
数据接口转换模块，用于将总线记录装置记录的总线信息根据机载采集设备接口控制文件转换为各机电子系统传感器的物理信号；
自动测试脚本生成模块，用于将转换后的各机电子系统传感器物理信号值与时间信息进行匹配以生成自动测试脚本；
自动测试系统，用于根据生成的自动测试脚本调动机电管理系统测试平台，使测试平台内的多台激励器按照自动测试脚本中的时间信息输出对应的物理信号值，以模拟飞机机电管理系统在飞行剖面内采集的物理信号并对地面机载设备进行激励，保证地面机载采集设备与地面机电核心处理机的状态与飞机上的技术状态一致，从而实现对飞机空中各机电子系统的工况条件及运行状况进行复现；以及
状态显示模型，通过自动测试系统的驱动以动态的显示工况条件及允许状态，并将信息反馈至自动测试系统，完成自动测试比对。
2.如权利要求1所述的飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统，其特征在于，所述总线记录装置根据飞机机电管理系统的总线类型。
3.如权利要求2所述的飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统，其特征在于，所述总线类型包括GJB289A总线、CAN总线、HB6096总线。
4.如权利要求1所述的飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统，其特征在于，接口控制文件包含有总线信号与测试平台激励器物理信号的映射关系，根据总线信号与测试平台激励器物理信号的映射关系完成接口转换。
5.如权利要求1所述的飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统，其特征在于，所述自动测试系统通过以太网络连接机电管理系统测试平台内的多台激励器，以实现对多台激励器的调动。
6.一种基于如权利要求1至5任一所述的飞机机电管理系统动态仿真综合试验系统的动态仿真综合试验方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一：根据飞机机电管理系统总线类型确定具备相应的总线监控与记录功能的总线记录装置，将所述总线记录装置连接在飞机机电管理系统的总线网络中，并记载飞机整个飞行剖面下机电管理系统的总线数据与时间信息；
步骤二：在飞行结束后，下载总线记录装置记载的总线数据及时间信息，通过数据接口转换模块将记录的总线数据转换为所采集的机电管理系统各机载设备的物理信号；
步骤三：总线信号转换后，将转换后的激励器物理信号值与时间信息进行匹配以生成自动测试脚本；
步骤四：自动测试系统根据自动测试脚本调动机电管理系统测试平台内的多台激励器，使激励器按照自动测试脚本中的时间信息输出对应的物理信号值，以模拟飞机机电管理系统在飞行剖面内采集的各机电子系统传感器物理信号，并对地面机载采集设备进行激励，保证地面机载采集设备与地面机电核心处理机的状态与飞机上的技术状态一致，从而实现对飞机空中各机电子系统的工况条件及运行状况进行复现；
步骤五：在对飞机飞行过程中各机电子系统工况条件及允许状态进行复现的过程中，通过自动测试系统驱动试验环境下的机电系统状态显示模型以动态的工况条件及允许状态显示，供设计人员进行人机交互，同时状态显示模型还将信息反馈至自动测试系统，完成自动测试比对。
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