CN115329605A - 航空发动机高空台虚拟试验系统、方法、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种航空发动机高空台虚拟试验系统、方法、电子设备及介质，所述系统包括：数据库，数据库用于存储多个虚拟高空台模型、虚拟发动机模型、试验数据；中间件，中间件用于实现各个虚拟高空台模型之间的通信；控制组件，用于：从数据库获取多个虚拟高空台模型及虚拟发动机模型，利用多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，虚拟高空台为物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型；接收控制指令，并从数据库获取试验数据，在虚拟高空台中对虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验。本公开实施例通过将物理高空台映射到虚拟空间，利用虚拟试验技术进行发动机的测试，降低成本，提高测试效率。

Description

航空发动机高空台虚拟试验系统、方法、电子设备及介质

技术领域

本公开涉及仿真测试技术领域，尤其涉及一种航空发动机高空台虚拟试验系统、方法、电子设备及介质。

背景技术

高空台全称“航空发动机高空模拟试车台”，是可以在地面模拟航空发动机空中工作环境条件，并获取发动机高空性能/特性等试验数据的大型试验设备。简而言之，就是在地面人工制造高空飞行条件，使安装在地面的发动机如同在高空工作一样，从而验证和考核发动机性能是否满足设计需求，比如它可以模拟0～30000米高空飞行环境，也可以模拟0～3马赫的速度。高空台是先进航空发动机自主研发过程中必不可少的一个关键装备。

然而，目前高空台在对航空发动机进行测试时，复杂度、成本非常高，制约了航空发动机的发展。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种航空发动机高空台虚拟试验系统，所述系统包括：

数据库，所述数据库用于存储多个虚拟高空台模型、虚拟发动机模型、试验数据，各个虚拟高空台模型为物理高空台的各个组件在虚拟空间的映射，所述虚拟发动机模型为待测物理发动机在虚拟空间的数字孪生模型；

中间件，所述中间件用于实现各个虚拟高空台模型之间的通信；

控制组件，用于：

从所述数据库获取所述多个虚拟高空台模型及所述虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型；以及

接收控制指令，并从所述数据库获取所述试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括：

模型建立模块，用于建立多个虚拟高空台模型，其中，所述虚拟高空台模型包括零维模型及三维模型，所述零维模型用于根据至少一个输入得到至少一个输出，所述三维模型用于根据至少三个输入得到至少三个输出；

模型仿真模块，连接于所述模型建立模块，用于对所述零维模型及所述三维模型进行联合仿真，以实现所述零维模型和所述三维模型的数据交互。

在一种可能的实施方式中，所述联合仿真包括将所述零维模型或所述三维模型的输出数据分别作为所述三维模型或所述零维模型的输入数据，以进行数据交互。

在一种可能的实施方式中，所述模型仿真模块还用于：

通过预设权重因子对三维模型中的三维参数在三维截面上进行积分，实现三维参数向零维参数的映射；和/或

将所述零维模型中的零维参数以预设倍数缩放，将缩放后的零维参数传递到三维参数的各个维度，实现零维参数向三维参数的映射。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括：

精度提升模块，训练好的精度提升模块用于将各个虚拟高空模型中的参数进行精度提升；

模型管理模块，用于对虚拟高空台模型按照预设模型层次、颗粒度、命名方式、接口类型的至少一种进行分类管理。

在一种可能的实施方式中，所述中间件包括虚拟通信组件，所述虚拟通信组件包括管理端、发布端、订阅端，

所述管理端维护有发布者列表和订阅者列表，所述发布者列表包括发布对象名、发布对象IP地址和发布对象端口号，所述订阅者列表包括订阅对象名、订阅对象IP地址和订阅对象端口号，其中，所述管理端用于：

若所述发布者列表中存在目标发布对象被订阅者列表中的目标订阅者订阅，建立所述目标发布对象与所述目标订阅者之间的通信连接。

在一种可能的实施方式中，所述中间件还包括模型封装组件，所述模型封装组件用于从存储空间中获取消息数据和对象数据，并将所述消息数据和对象数据以预设数据格式封装后传递到虚拟高空台模型，并用于将从虚拟高空台模型中获取的消息数据和对象数据存储到存储空间，

其中，所述消息数据指在迭代仿真中持续时长小于第一预设时长的数据，所述对象数据指在迭代仿真中持续时长大于第二预设时长的数据，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。

在一种可能的实施方式中，所述模型封装组件包括模型管理单元、迭代仿真单元、数据获取单元、地址申请单元，其中，

所述数据获取单元用于从虚拟高空台模型或所述存储空间获取消息数据和/或对象数据并进行封装，

所述模型管理单元用于将从所述存储空间上获取的消息数据和/或对象数据发送到相应的虚拟高空台模型，并执行虚拟高空台模型的初始化，

所述迭代仿真单元用于实现虚拟高空台模型的迭代仿真，

所述地址申请单元用于在所述存储空间中申请存储地址以存储从虚拟高空台模型中获取的消息数据和对象数据。

在一种可能的实施方式中，所述控制组件包括试验流程设计单元、试验流程监控单元、试验流程控制单元，

所述试验流程设计单元，用于接收试验流程、试验环境、试验标准、试验参数，确定试验方案，以对所述虚拟发动机模型进行试验；

所述试验流程监控单元，用于在利用所述试验方案对虚拟发动机模型进行试验时，监测所述虚拟发动机模型的运行参数是否发生异常；

所述试验流程控制单元，用于在所述试验流程监控单元监测到所述虚拟发动机模型运行异常的情况下或需对试验方案调整的情况下，对试验流程、试验环境、试验标准、试验参数中的至少一种进行调整，实现对试验过程的控制。

在一种可能的实施方式中，所述试验流程控制单元还用于将所述虚拟发动机模型试验过程中的试验数据存储到所述数据库中，所述试验数据包括试验流程、试验环境、试验标准、试验方案、模型的仿真数据中的至少一种。

在一种可能的实施方式中，所述控制组件还包括：

试验布局及优化模块，用于对所述虚拟发动机模型在试验舱模型中的位置、进气模型及排气模型的进出气位置进行模拟仿真，并根据仿真结果优化位置参数，其中，所述试验舱模型与物理高空台的高空台试验舱对应，所述进气模型与物理高空台的进气系统对应，所述排气模型与物理高空台的排气系统对应；

虚拟试验优化模块，用于根据输入的预设变量、预设约束条件及目标变量对虚拟发动机模型进行仿真试验，得到仿真试验结果；将所述仿真试验结果与物理高空台运行得到的物理试验结果进行比较，得到比较结果；利用所述比较结果对所述预设变量进行优化调整；

仿真流程数据流管理模块，用于根据物理高空台运行时各系统间的运行关系管理各个虚拟高空台模型的数据流方向；

联合仿真模块，用于获取多个虚拟高空台模型以对虚拟发动机模型进行仿真试验。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括：

显示模块，用于对高空台虚拟试验中的信息数据进行展示。

在一种可能的实施方式中，控制指令来自于物理控制设备。

根据本公开的一个方面，提出了一种航空发动机高空台虚拟试验方法，所述方法包括：

从数据库获取多个虚拟高空台模型及虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型，各个虚拟高空台模型为物理高空台的各个组件在虚拟空间的映射，所述虚拟发动机模型为待测物理发动机在虚拟空间的数字孪生模型；

利用中间件实现各个虚拟高空台模型之间的通信；

接收控制指令，并从所述数据库获取试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验。

根据本公开的一个方面，提出了一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行所述的航空发动机高空台虚拟试验方法。

根据本公开的一个方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现所述的航空发动机高空台虚拟试验方法。

本公开实施例提出一种航空发动机高空台虚拟试验系统，所述系统包括：数据库，所述数据库用于存储多个虚拟高空台模型、虚拟发动机模型、试验数据，各个虚拟高空台模型为物理高空台的各个组件在虚拟空间的映射，所述虚拟发动机模型为待测物理发动机在虚拟空间的数字孪生模型；中间件，所述中间件用于实现各个虚拟高空台模型之间的通信；控制组件，用于：从所述数据库获取所述多个虚拟高空台模型及所述虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型；接收控制指令，并从所述数据库获取所述试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验。通过将物理高空台映射到虚拟空间，利用虚拟试验技术进行发动机的测试，降低成本，提高测试效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。

图1示出了根据本公开实施例的航空发动机高空台虚拟试验系统的框图。

图2示出了根据本公开实施例的物理高空台的结构示意图。

图3示出了根据本公开实施例的物理高空台与虚拟高空台的示意图。

图4示出了根据本公开实施例的航空发动机高空台虚拟试验系统的框图。

图5示出了根据本公开实施例的零维模型与三维模型之间进行数据交互的示意图。

图6示出了根据本公开实施例的虚拟通信组件的示意图。

图7示出了根据本公开实施例的虚拟试验优化示意图。

图8示出了根据本公开实施例的航空发动机虚拟试验系统的示意图。

图9示出了根据本公开实施例的航空发动机高空台虚拟试验方法的流程图。

图10示出了根据本公开实施例的一种电子设备的框图。

图11示出了根据本公开实施例的一种电子设备的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

目前对航空发动机的测试采用的是物理高空台，然而，物理高空台每次工作会消耗大量的能源、资源，并且物理高空台构造复杂，如需对更多的发动机进行测试，构建新的高空台会进一步增加成本，因此，目前采用物理高空台进行航空发动机的测试也存在效率较低的问题。

本公开实施例提出一种航空发动机高空台虚拟试验系统，所述系统包括：数据库，所述数据库用于存储多个虚拟高空台模型、虚拟发动机模型、试验数据，各个虚拟高空台模型为物理高空台的各个组件在虚拟空间的映射，所述虚拟发动机模型为待测物理发动机在虚拟空间的数字孪生模型；中间件，所述中间件用于实现各个虚拟高空台模型之间的通信；控制组件，用于：从所述数据库获取所述多个虚拟高空台模型及所述虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型；接收控制指令，并从所述数据库获取所述试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验，通过将物理高空台映射到虚拟空间，利用虚拟试验技术进行发动机的测试，降低成本，提高测试效率。

请参阅图1，图1示出了根据本公开实施例的航空发动机高空台虚拟试验系统的框图。

如图1所示，所述系统包括：

数据库10，所述数据库10用于存储多个虚拟高空台模型、虚拟发动机模型、试验数据，各个虚拟高空台模型为物理高空台的各个组件在虚拟空间的映射，所述虚拟发动机模型为待测物理发动机在虚拟空间的数字孪生模型；

中间件30，所述中间件30用于实现各个虚拟高空台模型之间的通信；

控制组件20，用于：

从所述数据库10获取所述多个虚拟高空台模型及所述虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型；

接收控制指令，并从所述数据库10获取所述试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验。

本公开实施例的数据库10可以是任意类型的数据库，本公开实施例对数据库10的种类、实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要选择合适的数据库或采用合适的技术实现，例如，数据库10可以包括层次式数据库、网络式数据库和关系型数据库等，可以是指存储模型数据或其他数据的存储集合，该存储集合存储在具有存储空间的存储模块中，在一个示例中，存储模块可以包括计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、可编程只读存储器（PROM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。

本公开实施例的数据库中还可以存储除虚拟高空台模型、虚拟发动机模型、试验数据以外的其他数据或模型，例如，还可以存储物理高空台各个部件、组件等对应的物理模型及数据、半物理模型及数据，或其他模型或数据，对此，本公开实施例不做限定。

本公开实施例的虚拟高空台模型可以包括多种，为了便于理解虚拟高空台模型，首先对物理高空台进行示例性介绍。

请参阅图2，图2示出了根据本公开实施例的物理高空台的结构示意图。

示例性的，如图2所示，物理高空台可以包括进气系统、排气系统、工艺系统、测试系统等多个系统，其中，进气系统例如可以包括进气塔、供气机组、供气总管，通过进气塔将外界的空气导入供气机组，给试验发动机提供一定压力和流量的压缩空气，供气机组通过供气总管（如供气总管A、B）向高空台试验舱供气，以对在试验舱中的航空发动机进行试验；排气系统例如可以包括排气塔、排气机组、排气总管等，高空台试验排出的气体通过排气总管、排气机组、排气塔排出，排气系统还可以包括排气扩压器、直排排大气段和排气冷却器等组成，其中排气扩压器可以把发动机排出的高速气流的动能转化为压力能，相当于把发动机排出的燃气和进入扩压器的二股流进行第一次“增压”，以减少抽气机负担，或扩大直排大气边界。排气冷却器的功能是可以把发动机排出的高温燃气冷却至抽气机组能接受的温度，同时燃气降温的过程也是抽气容积流量降低的过程，这是对燃气的第二次“增压”。示例性的，进气系统、排气系统还可以包括空气预处理系统（主要包括喷淋塔、汽水分离器、硅胶干燥器和旋风除尘器等）、空气降温系统（通过膨胀涡轮或增压等进行降温）和空气加温系统（通过加温炉等加温），其任务是把气源供气机供给的高温、低温空气经过除尘、干燥等处理后，进一步加温或降温，以满足发动机进口温度的模拟要求。

示例性的，工艺系统可以由燃油供应系统（为发动机试车提供一定温度、压力和流量的航空煤油）、燃油加降温系统（为航空煤油进行加温或降温处理）、油封系统（作为发动机内部油封使用，当发动机开车完后超过规定时间不开车或长期不作试验时，需要进行油封，就可以由油封系统为发动机内部提供具有一定压力和流量的干净滑油，以免发动机内部机件锈蚀）、液压泵负载及尾喷口操纵系统（为发动机上的液压泵作加负荷试验时，向液压泵供应一定温度、压力和流量的洁净液压油，并在泵后造成模拟飞行状态中所要求的反压，且，当发动机不工作时，要检查尾喷口的收放和尺寸，就由该系统的地面设备部分供给发动机尾喷口作动筒收、放所需要的一定压力、温度、流量的液压油）、抽真空系统（例如采用“堵塞”技术实现，高空试验舱内的压力大于模拟高度的静压，为使发动机的若干通大气口，如滑油系统、离心通风器放气口等，局部模拟真实高度而设计的局部抽真空系统）、补氧系统（对发动机在进行高空起动等试验科目的试验时，对燃烧室进行补氧，以应对空气中含氧量较少的情况）、空气起动系统（为使用空气起动机带转的发动机提供一定压力和流量的空气）、辅助空气系统、冷却吹风系统等组成。

示例性的，试验舱可以包括前舱和后舱两部分。前舱，又可以称气动稳压室，内部设有整流网、导流隔板等整流装置，用于收集进入的空气并均匀流场，在前舱按照所模拟的飞行状态下飞机进气道出口流动状态调定好空气的总压和总温，而后由空气流量管和进气管道将其导入进行模拟高空试验的发动机，空气流量管和进气管道从前舱穿过隔板与进行模拟高空试验的发动机直接连接。后舱，可以是建立所要模拟的高空状态（即所模拟的高空大气压力状态）的部分，内部设有台架及推力校准装置、排气扩压器、及舱内其他设备等，进行模拟高空试验的发动机可以安装在其中的台架上。

当然，图2及以上描述的高空台的组成是示例性的，高空台可以包括前述组件以外的其他部分，例如，还可以包括天然气/燃油供给系统、水系统、供配电系统、通讯系统、数据采集及处理系统、压力调节系统等，其中，天然气/燃油供给系统可以用于提供天然气、燃油；水系统用于供水到高空台以进行降温等操作；供配电系统用于提供并管理电能；通讯系统用于进行通信；压力调节系统用于调节试验舱前室压力以及抽气总管的压力，保证发动机试验所需的进口气流压力、流量以及环境压力。

本公开实施例对高空台的类型、种类、具体实现方式均不作限定，本公开实施例可以实现各种类型、各种实现方式的高空台的仿真建模，以对航空发动机进行虚拟试验，具有应用范围广、环境适应性强的特点。

以上对物理高空台进行了示例性介绍，但不应视为是对本公开实施例的限定，由于物理高空台种类可以包括多种，不同的物理高空台具有不同的组成结构，本领域技术人员可以参考相关技术中的物理高空台了解。

本公开实施例的数据库中存储的虚拟高空台模型，可以与物理高空台的各个部分对应，例如虚拟高空台模型可以包括管道、阀门、容积、换热器、混合器、流阻、热阻等零维模型，还可以包括进气流场、排气流场等三维模型，其中零维模型可以是对物理高空台的各个物理部件的仿真建模，进气流场、排气流场可以是对进气系统、排气系统中气流流场的仿真建模，当然，本公开实施例虽然以管道、阀门、容积、换热器、混合器、流阻、热阻等零维模型、进气流场、排气流场等三维模型进行了示例性介绍，但是应该明白的是，本公开实施例中的虚拟高空台模型具有与物理高空台相对应的特点，即，只要在物理高空台中存在的组件、部件，或物理高空台运行时的温度场、压力场、气场等，在虚拟空间中均存在与之对应的虚拟高空台模型。

请参阅图3，图3示出了根据本公开实施例的物理高空台与虚拟高空台的示意图。

在一个示例中，如图3所示，通过将物理高空台进行分解，可以得到多个子系统，并得到各个子系统的元件，通过对各个子系统的元件、子系统进行建模、仿真，可以得到映射在虚拟空间的多个子模型（与子系统对应）、子模型的多个模型（与元件对应），这样，本公开实施例通过物理高空台的结构，可以从数据库中获取相应的虚拟高空台模型进行组合，得到与物理高空台对应的虚拟高空台。

以上对虚拟高空台模型进行了示例性介绍，应明白的是，本公开实施例对虚拟高空台模型的种类、建立方式均不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的方法进行建模，并得到所需种类、所需数目的虚拟高空台模型。

下面对虚拟高空台模型的建立进行示例性介绍。

请参阅图4，图4示出了根据本公开实施例的航空发动机高空台虚拟试验系统的框图。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述系统可以包括：

模型建立模块40，用于建立多个虚拟高空台模型，其中，所述虚拟高空台模型包括零维模型及三维模型，所述零维模型用于根据至少一个输入得到至少一个输出，所述三维模型用于根据至少三个输入得到至少三个输出；

模型仿真模块50，连接于所述模型建立模块40，用于对所述零维模型及所述三维模型进行联合仿真，以实现所述零维模型和所述三维模型的数据交互。

本公开实施例可以建立多个虚拟高空台模型，对所述零维模型及所述三维模型进行联合仿真，以实现所述零维模型和所述三维模型的数据交互，提高虚拟高空台模型之间的数据传输效率及准确性。本公开实施例对模型建立模块40、模型仿真模块50的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的方式实现。示例性的，本公开实施例的模型加你模块40可以采用多学科建模语言Modelica建立零维模型，如管道、阀门、容积、换热器、混合器、流阻、热阻等，并对建立的零维模型进行分析（如分析零维模型的参数、性能等），并可以采用直接数值模拟方法（Direct Numerical Simulation，DNS）、大涡模拟方法（Large Eddy Simulation，LES）、雷诺平均方法（Reynolds-AveragedNavier equations，RANS）等模拟方法建立的模型建立三维模型，如进气模型、排气模型等。

应该说明的是，本公开实施例虽然以零维模型及三维模型进行了示例性介绍，然而，本公开实施例不限于此，在其他的实施方式中，虚拟高空台模型还可以包括其他维度的模型，如二维模型等，当然，本公开实施例中的零维模型可以视为具有一个输入一个输出，因此，零维模型也可以视为一维模型。

示例性的，在得到虚拟高空台模型的情况下，本公开实施例可以基于数字孪生技术得到虚拟高空台，以并行、迭代、柔性的思想指导虚拟试验，实现虚拟试验全生命周期各阶段的协同工作。例如，首先在数字空间构建一个基于高精度物理模型、历史数据、传感器数据的初始虚拟高空台，然后以初始虚拟高空台为基础，根据高空台构造原理和运行机理，结合缩小版的高空台设备搭建一个虚拟高空台，如图3所示，在得到初始虚拟高空台的情况下，本公开实施例可以根据物理高空台各个子系统、元件的构造原理和运行激励，将各个模型进行组合得到各个子模型，并得到虚拟高空台，通过将物理高空台即实体的动作、行为、状态映射到虚拟空间，可以实现利用虚拟试验辅助或替代物理试验。应该说明的是，本公开实施例对数字孪生技术的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以参考相关技术实现。本公开实施例对得到虚拟高空台、虚拟发动机模型的具体方式也不做限定。

在一种可能的实施方式中，所述联合仿真可以包括将所述零维模型或所述三维模型的输出数据分别作为所述三维模型或所述零维模型的输入数据，以进行数据交互。

请参阅图5，图5示出了根据本公开实施例的零维模型与三维模型之间进行数据交互的示意图。

在一个示例中，如图3所示，为了实现各种类型的模型之间的数据交互，如实现零维模型与三维模型之间的数据交互，可以将零维模型与三维模型进行联合仿真，例如将0维模型和3维模型进行数据传递（可以理解为将0维模型的y输出数据传递到3维模型的x1、x2、x3输入上，反之亦然），当然，对于如何实现各个类型的模型的联合仿真，本公开实施例对此不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要选择合适的技术实现。

为了更加高效地实现模型之间的数据交互，本公开实施例可以进行跨维度数值缩放，实现不同维度模型之间的参数映射，下面进行示例性介绍。

在一种可能的实施方式中，所述模型仿真模块50还可以用于：

通过预设权重因子对三维模型中的三维参数在三维截面上进行积分，实现三维参数向零维参数的映射；和/或

将所述零维模型中的零维参数以预设倍数缩放，将缩放后的零维参数传递到三维参数的各个维度，实现零维参数向三维参数的映射。

本公开实施例通过预设权重因子对三维模型中的三维参数在三维截面上进行积分，实现三维参数向零维参数的映射，通过将所述零维模型中的零维参数以预设倍数缩放，将缩放后的零维参数传递到三维参数的各个维度，实现零维参数向三维参数的映射，使得零维模型及三维模型之间可以实现高效、准确的数据交互。

示例性的，可以通过公式1实现通过预设权重因子对三维模型中的三维参数在三维截面上进行积分：

公式1

其中，φ_1d表示为零维参数，φ_3d表示三维参数，ε表示预设权重因子，A表示面积。

示例性的，零维参数可以为仿真试验中平均物理量（如速度、压力、温度等），三维参数可以为仿真试验中几何截面处的等效值，通过将三维参数利用预设权重因子在三维截面上进行积分，本公开实施例可以快速实现三维参数向零维参数的映射。

示例性的，零维参数向三维参数映射可以采用三维映射方法，例如，首先进行大量零维参数、三维参数计算，将仿真中各截面的物理量（速度、压力、温度等）预先存储在数据集中，需要缩放时，再将0维平均物理量与3维物理量分布叠加，给出3维仿真所需要的边界物理量分布，得到3维仿真结果后，如果仿真误差太大，则重新提取3维仿真所需要的边界物理量分布，重复计算直到精度满意为止，示例性的，边界物理量分布可以通过预设倍数表征，通过将所述零维模型中的零维参数以预设倍数缩放，将缩放后的零维参数传递到三维参数的各个维度，实现零维参数向三维参数的映射，若映射得到的三维参数根据经验或根据预设误差范围判断误差较大，则可以调整预设倍数的大小，即调整边界物理量分布。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述系统还可以包括：

精度提升模块60，用于将各个虚拟高空台模型中的参数输入到训练好的精度提升模型中，以利用所述精度提升模型的输出更新各个模型的参数，实现虚拟高空台模型的精度提升；

模型管理模块70，用于对虚拟高空台模型按照预设模型层次、颗粒度、命名方式、接口类型的至少一种进行分类管理。

本公开实施例通过将各个虚拟高空台模型中的参数输入到训练好的精度提升模型中，以利用所述精度提升模型的输出更新各个模型的参数，实现虚拟高空台模型的精度提升，得到高精度的虚拟高空台模型，并通过对虚拟高空台模型按照预设模型层次、颗粒度、命名方式、接口类型的至少一种进行分类管理，可以实现虚拟高空台模型的高效、统一管理。

本公开实施例精度提升模型的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的方法实现精度提升模型，例如，可以通过传统方法和智能算法的任一种或二者的结合得到精度提升模型，示例性的，传统方法可以是指将模型计算结果与试验数据作对比，偏差较大就调整模型参数，重复模型计算，直到与试验结果偏差较小或满意为止。智能算法可以是采用ETL(Extraction-Transformation-Loading，数据抽取、转换和加载)结合MD5校验码或其他机密算法的形式对试验数据进行预处理（示例性的，高空台系统中有很多不同场景下的试验数据和信息结构，形成系统的多源异构数据，预处理可以将分散、凌乱、不统一的数据整合到一起，供模型训练用），再采用神经网络和贝叶斯拓扑网络技术对模型进行训练（例如，采用的数据包括试验数据和模型本身的数据，比如容积，试验数据有输入容积的温度和压力，模型本身数据有容积的体积等），最终得到影响模型精度的各种参数概率，同样和试验数据对比，偏差较大就自动调整模型参数，重复模型计算，直到与试验结果偏差较小或满意为止。当然，以上对精度提升模型的介绍是示例性的，不应视为是对本公开实施例的限制，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用其他合适的方法建立精度提升模型，并对建立好的精度提升模型进行训练，得到训练好的精度提升模型。

示例性的，通过训练好的精度提升模型，本公开实施例可以对虚拟高空台模型进行模型校准及精度提升，得到高精度的虚拟高空台模型，例如，可以将各个虚拟高空台模型中的参数输入到训练好的精度提升模型中，以利用所述精度提升模型的输出更新各个模型的参数，实现虚拟高空台模型的精度提升。

本公开对模型管理模块的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的方式实现模型管理模块，只要模型管理模块可以对虚拟高空台模型按照预设模型层次、颗粒度、命名方式、接口类型的至少一种进行分类管理即可，例如，本公开实施例可以建立模型库，并在模型库中按照预设模型层次、颗粒度、命名方式、接口类型的至少一种进行分类管理，当然，本公开实施例对预设模型层次、颗粒度、命名方式、接口类型的具体形式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要设定，示例性的，预设模型层次例如可以包括元件模型、基础函数、组件模型、系统模型等，其中元件模型表示不可分解的模型单元，基础函数表示常用的函数库（例如sin、cos等），组件模型表示由元件模型连接成的组件单元，系统模型表示由元件模型和组件模型搭建的可以仿真的系统；示例性的，命名方式可以包括以功能命名、以类型命名等；示例性的，接口类型例如可以包括热、电、机械、流体类型的接口，其中，模型涉及传热应采用热接口，模型涉及流动应采用流体类型接口，当然，本公开实施例对具体的接口类型及接口定义不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要设置。

以上对模型建立、仿真、精度提升、模型管理等进行了示例性的介绍，但是，本公开实施例不限于此，本公开实施例可以采用其他的方式建立模型、进行模型仿真、提升模型精度、管理模型，并可以设置其他的模块，以对建立的模型进行其他处理，对此，本公开实施例不作限定。

下面对中间件的可能实现方式进行示例性介绍。

请参阅图6，图6示出了根据本公开实施例的虚拟通信组件的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述中间件30可以包括虚拟通信组件，如图6所示，所述虚拟通信组件包括管理端、发布端、订阅端，

所述管理端维护有发布者列表和订阅者列表，所述发布者列表包括发布对象名、发布对象IP地址和发布对象端口号，所述订阅者列表包括订阅对象名、订阅对象IP地址和订阅对象端口号，其中，所述管理端用于：

若所述发布者列表中存在目标发布对象被订阅者列表中的目标订阅者订阅，建立所述目标发布对象与所述目标订阅者之间的通信连接。

本公开实施例通过所述虚拟通信组件，能够实现虚拟高空台模型之间及其他任意对象之间的通信，其他对象例如可以包括实物模型、半实物模型、其他模型等。

示例性的，虚拟通信组件也可以称为模型总线，可以是TCP/IP通信协议和FMI（TheFunctional Mockup Interface，功能模型接口）协议为基础，通过C/S架构实现跨学科、跨领域复杂系统模型集成仿真的通用工具。

示例性的，如图6所示，模型间通信基于TCP或UDP协议建立订阅映射关系，发布端使用一个声明端口与运行管理（管理端）的接收端口交互，发布端通过声明端口向运行管理发布对象名、IP和端口号，运行管理将接收到的信息加入发布者列表，而后从订阅者列表中查询该对象是否被订阅，若订阅且传输模式为TCP则将该对象的发布者信息告知订阅者。同样地，订阅端也使用一个声明端口实现订阅声明，订阅端通过声明端口向运行管理节点发布对象名、IP和端口号，运行管理将接收到的信息加入订阅者列表，而后从发布者列表中查询是否已存在该对象的发布声明，若存在则将发布者信息告知订阅者建立TCP连接，若不存在则将该订阅者挂起，等待发布者的出现。应该说明的是，在订阅者声明传输模式为UDP情况下，发布端和订阅端的通信过程与TCP模式相同。

示例性的，模型间交互通过基于实时以太网交互的中间件对外提供的接口实现数据的发送和接收。在TCP模式下，发布者通过一个TCP端口向所有连接着的订阅者TCP端口发送对象数据；在UDP模式下，发送者向组播地址发送数据。

当然，虽然本公开实施例以TCP/IP通信协议和FMI协议为基础对中间件的虚拟通信组件进行了示例性介绍，但是，以上介绍不应视为是对本公开实施例的限制，在其他的实施方式中，本公开实施例还可以基于其他通信协议建模得到虚拟通信组件，例如，还可以基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G、3G、4G、5G等，或它们的组合，还可以基于射频识别（RFID）技术，红外数据协会（IrDA）技术，超宽带（UWB）技术，蓝牙（BT）技术、近场通信（NFC）技术和其他技术等，对此，本公开实施例不做限定。

以上对中间件的通信功能进行了示例性的介绍，中间件还可以实现其他功能，下面进行示例性介绍。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述中间件30还可以包括通信组件310和模型封装组件320，所述模型封装组件320用于从存储空间中获取消息数据和对象数据，并将所述消息数据和对象数据以预设数据格式封装后传递到虚拟高空台模型，并用于将从虚拟高空台模型中获取的消息数据和对象数据存储到存储空间，

其中，所述消息数据指在迭代仿真中持续时长小于第一预设时长的数据，所述对象数据指在迭代仿真中持续时长大于第二预设时长的数据，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。

本公开实施例通过所述模型封装组件320，可以将各个虚拟高空台模型的数据按照统一格式进行封装，从而提高模型间数据传递的效率。

示例性的，所述存储空间可以为反射内存网络，通过发射内存网络，可以实现多个系统间数据的共享，提高数据传递的效率。当然，存储空间也可以为其他类型，对此，本公开实施例不做限定。本公开实施例的存储空间可以是任意类型的存储模块中的，在一个示例中，存储模块可以包括计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、可编程只读存储器（PROM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述模型封装组件320可以包括模型管理单元3210、迭代仿真单元3220、数据获取单元3230、地址申请单元3240，其中，

所述数据获取单元3230用于从虚拟高空台模型或所述存储空间获取消息数据和/或对象数据并进行封装，

所述模型管理单元3210用于将从所述存储空间上获取的消息数据和/或对象数据发送到相应的虚拟高空台模型，并执行虚拟高空台模型的初始化，

所述迭代仿真单元3220用于实现虚拟高空台模型的迭代仿真，

所述地址申请单元3240用于在所述存储空间中申请存储地址以存储从虚拟高空台模型中获取的消息数据和对象数据。

示例性的，本公开实施例中，可以设置多个模型封装组件，例如，可以按照学科类型建立模型封装组件，一种学科类型可以对应一个模型封装组件，这样设置的优势在于，可以使得同一学科类型下的多个模型实现数据的快速共享，并可以实现模型的快速初始化、仿真迭代，从而加快模型仿真、虚拟试验的进程，提高测试效率。

本公开实施例对模型管理单元3210、迭代仿真单元3220、数据获取单元3230、地址申请单元3240的具体实现方式不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要选择合适的技术方案实现，只要可以实现模型管理单元3210、迭代仿真单元3220、数据获取单元3230、地址申请单元3240相应的功能即可。

以上对中间件30的可能实现方式进行了示例性介绍，但是应该明白的是，不应将以上示例性描述视作对本公开实施例的限定，本领域技术人员可根据实际情况及需要实现。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述控制组件20可以包括试验流程设计单元210、试验流程监控单元220、试验流程控制单元230，

所述试验流程设计单元210，用于接收试验流程、试验环境、试验标准、试验参数，确定试验方案，以对所述虚拟发动机模型进行试验；

所述试验流程监控单元220，用于在利用所述试验方案对虚拟发动机模型进行试验时，监测所述虚拟发动机模型的运行参数是否发生异常；

所述试验流程控制单元230，用于在所述试验流程监控单元220监测到所述虚拟发动机模型运行异常的情况下或需对试验方案调整的情况下，对试验流程、试验环境、试验标准、试验参数中的至少一种进行调整，实现对试验过程的控制。

本公开实施例的控制组件可以为虚拟控制组件，控制组件中可以封装有多个功能单元，通过执行功能单元可以实现相应的功能，例如，控制组件执行试验流程设计单元210以接收试验流程、试验环境、试验标准、试验参数，确定试验方案，以对所述虚拟发动机模型进行试验；执行试验流程监控单元220，以在利用所述试验方案对虚拟发动机模型进行试验时，监测所述虚拟发动机模型的运行参数是否发生异常；执行试验流程控制单元230，以在所述试验流程监控单元220监测到所述虚拟发动机模型运行异常的情况下或需对试验方案调整的情况下，对试验流程、试验环境、试验标准、试验参数中的至少一种进行调整，实现对试验过程的控制。当然，本公开实施例对各个单元的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要设定。

示例性的，试验流程设计单元中，试验流程、试验环境、试验标准、试验参数可以分别与利用物理高空台对发动机进行试验时的试验流程、试验环境、试验标准、试验参数分别对应，试验流程例如可以包括试验的各个步骤，试验环境例如可以包括温度、气压、高度、湿度等环境参数，试验标准例如可以是与试验方法有关的标准，试验标准是规定试验过程的标准，试验标准与产品适用性要求的项目是一一对应的，与样品采取的方法关系密切，例如，试验标准可以明确试验方法的适用范围，它的主要内容可以是：规定详细的操作步骤，结果的计算方法，有效性的验证方法以及安全警示内容等。试验参数可以包括各个虚拟高空台模型的模型参数，输入变量，约束参数等。

示例性的，当利用虚拟高空台对虚拟发动机模型进行虚拟试验时，本公开实施例可以利用试验路程监控单元220对虚拟发动机模型的发动机参数进行监控，通过将检测得到的发动机参数与存储的发动机参数或利用物理高空台测试得到的发动机参数进行比较，从而确定虚拟试验中的发动机参数是否存在异常。当然，本领域技术人员可以采用其他的方法判断发动机参数是否存在异常，对此本公开实施例不做限定。

示例性的，若试验流程监控单元220确定虚拟发动机模型在虚拟试验中存在异常，本公开实施例可以利用试验流程控制单元230对试验流程、试验环境、试验标准、试验参数中的至少一种进行调整，实现对试验过程的控制，当然，本公开实施例对试验流程控制单元230的具体调整方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要进行调整，并且，本公开实施例还可以利用试验流程控制单元230在其他需要调整的情形下对试验流程、试验环境、试验标准、试验参数中的至少一种进行调整，实现对试验过程的控制，对此，本公开实施例不做限定。

示例性的，控制组件利用流程设计单元210、试验流程监控单元220、试验流程控制单元230执行的操作可以视为“在线模式”下的操作，其中，“在线模式”可以指对虚拟试验进行时的实时控制模式。

在一种可能的实施方式中，所述试验流程控制单元230还可以用于将所述虚拟发动机模型试验过程中的试验数据存储到所述数据库10中，所述试验数据包括试验流程、试验环境、试验标准、试验方案、模型的仿真数据中的至少一种。当然，本公开实施例还可以将其他数据存储到数据库10中，对此本公开实施例不做限定，例如实物模型、半实物模型等数据也可以存储到数据库10中。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述控制组件20还可以包括：

试验布局及优化模块240，用于对所述虚拟发动机模型在试验舱模型中的位置、进气模型及排气模型的进出气位置进行模拟仿真，并根据仿真结果优化位置参数，其中，所述试验舱模型与物理高空台的高空台试验舱对应，所述进气模型与物理高空台的进气系统对应，所述排气模型与物理高空台的排气系统对应；

虚拟试验优化模块250，用于根据输入的预设变量、预设约束条件及目标变量对虚拟发动机模型进行仿真试验，得到仿真试验结果；将所述仿真试验结果与物理高空台运行得到的物理试验结果进行比较，得到比较结果；利用所述比较结果对所述预设变量进行优化调整；

仿真流程数据流管理模块260，用于根据物理高空台运行时各系统间的运行关系管理各个虚拟高空台模型的数据流方向；

联合仿真模块270，用于获取多个虚拟高空台模型以对虚拟发动机模型进行仿真试验。

本公开实施例对试验布局及优化模块240、虚拟试验优化模块250、仿真流程数据流管理模块260、联合仿真模块270的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的方式实现，只要可以实现试验布局及优化模块240、虚拟试验优化模块250、仿真流程数据流管理模块260、联合仿真模块270的相应功能即可。

示例性的，试验布局及优化模块240，可以获取位置信息，并根据位置信息布置虚拟发动机模型在试验舱模型中的位置，或进气模型及排气模型的进出气位置，对所述虚拟发动机模型在试验舱模型中的位置、进气模型及排气模型的进出气位置进行模拟仿真，并根据仿真结果优化位置参数，以确定达到目标试验效果时虚拟发动机模型、进气模型、排气模型的位置。本公开实施例的位置信息，可以来自于外部的控制输入，也可以从存储模块中获取（例如提前准备好多个位置信息存储在存储模块中），当然，也可以通过随机位置产生单元（如可以通过随机函数实现或其他方式实现）计算随机的位置信息，对此，本公开实施例不做限定。

请参阅图7，图7示出了根据本公开实施例的虚拟试验优化示意图。

在一个示例中，如图7所示，本公开实施例可以利用虚拟试验优化模块250，根据输入的预设变量、预设约束条件及目标变量对虚拟发动机模型进行仿真试验，得到仿真试验结果；将所述仿真试验结果与物理高空台运行得到的物理试验结果进行比较，得到比较结果；利用所述比较结果对所述预设变量进行优化调整，本公开实施例对预设变量、预设约束条件、目标变量的具体类型、数量不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要设置，并且，本公开实施例对利用所述比较结果对所述预设变量进行优化调整的具体方式也不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要选择合适的方式实现。

示例性的，如图7所示，预设变量例如可以包括试验类型、试验科目、试验点、试验方法，其中，试验类型可以包括高空摸底试验、性能验证试验、性能鉴定试验等，试验科目可以包括高空性能试验、高空功能试验、功率变换试验等，试验点可以包括不同高度马赫数下的试验点(比如高度6km，马赫数0.4；高度11km ，马赫数0.8等等)，试验方法可以包括高空性能试验，如首先按地面状态起动发动机、在不同环境条件下调节发动机状态，使发动机达到规定的值，再进行发动机性能试验结果录取，当然，以上介绍是示例性的，不应视为是对本公开实施例的限定，在其他的实施方式中，预设变量还可以包括其他，并且，预设变量中各个项目的定义、包括的子项目、试验科目、试验点、试验方法均可以参考物理高空台试验相关标准，在此不做赘述。

示例性的，如图7所示，本公开实施例可以根据物理试验系统（利用物理高空台对发动机进行试验的系统）的结构，利用数据库中的虚拟高空台模型搭建与物理试验系统结构一致的试验仿真系统（包括虚拟高空台、虚拟发动机模型等），基于预设变量、预设约束条件及目标变量在试验仿真系统中进行仿真试验，得到仿真试验结果，示例性的仿真试验结果例如可以为性能参数，性能参数可以用于表示预设变量与系统状态的关系，例如，性能参数可以包括温度、压力、流量等。

示例性的，如图7所示，在得到仿真试验结果的情况下，本公开实施例可以将仿真试验结果与物理试验结果进行比较，并利用所述比较结果对所述预设变量进行优化调整，例如，若仿真试验结果与物理试验结果之间的误差较大，则可以采用预设优化算法对预设变量进行优化，以使得仿真试验结果更加贴近物理试验结果，当然，本公开实施例对预设优化算法的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要选择合适的优化算法。

本公开实施例可以利用仿真流程数据流管理模块260，根据物理高空台运行时各系统间的运行关系管理各个虚拟高空台模型的数据流方向，例如，若根据物理高空台的结构搭建了虚拟高空台模型，则虚拟高空台模型中各个系统与物理高空台的系统之间具有一一对应的关系，在这种情况下，本公开实施例可以根据物理高空台实际运行时各个系统的运行关系，确定虚拟高空台模型中各个系统的数据流方向，这样，本公开实施例可以实现虚拟高空台模型中各系统间的逻辑关系和数据传递关系的整理，例如，高空台各系统有进排气系统、工艺系统、测试控制系统等子系统，即每个子系统构成一个组件单元，逻辑关系指各个系统间的物理连接关系，数据传递关系比如测试控制系统中的控制信号用于控制进排气系统和工艺系统中的温度、压力、流量等参数，例如，如图2所示，可以根据进气系统进气到排气系统排气的顺序控制虚拟高空台模型中进气系统的数据流到排气系统的数据流的方向。

示例性的，本公开实施例可以利用联合仿真模块270，获取多个虚拟高空台模型以对虚拟发动机模型进行仿真试验，如前所述，与物理高空台对应，虚拟高空台模型也可以包括进气系统、排气系统、工艺系统、测试系统等多个系统的模型，本公开实施例可以获取数据库中各个系统、组件的虚拟高空台模型，并按照物理高空台的结构进行组装，得到虚拟高空台，从而进行仿真试验，当然，本公开实施例对系统的种类、具体的组装方式不做限定，本领域技术人员可以根据待模拟的物理高空台种类、试验目的等适应性配置。

示例性的，控制组件利用试验布局及优化模块240、虚拟试验优化模块250、仿真流程数据流管理模块260、联合仿真模块270执行的操作可以视为“离线模式”下的操作，其中，“离线模式”可以指非实时控制模式。

以上对中间件进行了示例性介绍，应该明白的是，不应将以上描述视为是对本公开实施例的限定，在其他的实施方式中，中间件还可以包括其他的功能，中间件可以提供平台功能及通信功能，或其他的功能，对此，本公开实施例不做限定。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括：

显示模块，用于对高空台虚拟试验中的信息数据进行展示。

示例性的，显示模块可以包括显示设备，显示设备可以包括显示器，即可以显示信息数据，示例性的，显示器可以包括液晶显示面板、有机发光二极管显示面板、量子点发光二极管显示面板、迷你发光二极管显示面板和微发光二极管显示面板等；当然，也可以包括虚拟现实VR/增强现实AR/混合现实MR设备，即通过VR/AR/MR等方式展示信息数据（如试验过程、试验结果等）。

在一种可能的实施方式中，控制指令来自于物理控制设备。

本公开实施例的虚拟试验可以与物理设备结合，实现虚实结合，以便于实际的高空台试验贴合。

示例性的，物理控制设备可以包括指令输入设备，如控制按键、触摸输入、接口等，用于接收外部的控制命令，如启动虚拟试验、调节参数等。

示例性的，通过与物理设备结合，本公开实施例的虚拟实验可以包括虚拟空间和物理空间两部分，对应虚拟高空台和物理高空台，下面对虚拟试验的过程进行示例性介绍。

示例性的，本公开实施例可以首先建立数字空间层次结构，通过分析分解物理高空台的结构，分学科分类型将前述所建模型进行分类整理，搭建与物理高空台结构一致的虚拟高空台，实现虚实结构映射（映射即物理高空台已有的行为、设备、环境、过程等在虚拟高空台中均有相应的模型体现）。然后实现驱动数据逻辑配合，将由物理试验得到的试验数据、驱动控制信号、状态数据、指令数据进行实时输入，通过并行多线程处理提高数据处理效率，从而进行数据初始化，示例性的，初始化步骤包括数据实时输入-数据错误检查-数据模型匹配，形成与物理空间的信息、参数、条件匹配。数据初始化后，根据驱动数据对高空台行为、设备、环境和过程进行多维实时映射，虚实之间信息双向流动（映射主要通过模型体现，即物理空间存在的在虚拟空间中也有，也就是驱动数据作用于模型，模型得到的结果反映物理设备的状态），主要体现高空台在虚拟试验流程中的演变和各种设备的活动状态。最后在相互映射过程中，对各种数据进行集成分析，包括试验信息集成、试验状态监控、试验管控，以实现对异常的报警。

示例性的，物理空间9320包含试验设备93220、被试对象、测试系统93230和监控系统93240（如前述的显示模块），本公开实施例可以采集监控形成结构化的试验数据和非结构化的试验视频截图数据，物理空间也可以对各种数据进行集成分析，也包括试验信息集成、试验状态监控、试验管控，以实现对异常的报警。

通过以上方式，本公开实施例可以实现虚拟高空台93110和物理高空台93210的映射，另外物理高空台93210形成的试验数据可以为虚拟高空台93110提供数据信息输入，完成初始化。虚拟空间中的信息数据可以实现三维视景展示（如通过GIS（GeographicInformation System或 Geo－Information system，地理信息系统）+BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）技术），使高空台运行过程中的数据和行为通过可视化的方式展示出来，增加对试验过程的理解。

基于以上建立的高空台虚拟样机9330，本公开实施例可以根据构建的样机开展一系列典型应用940，包括：高空台虚拟试验应用场景设计9410、构建虚拟试验应用系统9420、虚拟试验应用模式拓展9430、虚拟试验运行结果评估9440。其中，高空台虚拟试验应用场景设计9410，包括试验效能提升（如试验时间缩短、试验效率提高，原来5天才能做完的试验3天就可完成）、人员培训应用（新员工培训、技能提升）的离线场景，还包括半物理仿真和全在环试验预测，以及起动试验、加减速试验、性能试验的试验全流程演示的在线场景（这些都是国军标要求的航空发动机试验科目）；构建虚拟试验应用系统9420，可以是参照现有高空台总体结构，结合发动机模拟器（如利用一个流量管模型发动机功率状态）或其他试验件，对整个试验过程进行动态演示；虚拟试验应用模式拓展9430，拓展高空台的试验边界及试验能力，利用虚拟试验技术手段对高空台和发动机在飞行包线内的各个试验点进行联合评估计算（比如原来高空点只能做11km的试验点，现在通过虚拟试验可以拓展到14km或更高高度，原来物理高空台设备能力有限制，虚拟试验就把这种限制解除了）；虚拟试验运行结果评估9440，对不同的发动机型号，在多种试验模式下对比虚/实试验结果，分析试验结果存在的差异，定位偏差源，结合可视化技术实施对比试验结果并呈现（虚拟试验有一个结果，物理试验也有一个结果，这两者之间肯定存在差异，差异的原因一个是模型建立的不够精确，另一个可能是设备出现了问题，将这两者结果同时投入到大屏幕上可以看到数据的关系，假如差异较大的话，这个时候就可以停下发动机试验，找出差异源，节约经费，因为高空台试验耗费巨大，达40万元/每小时）。

下面对虚拟试验整体进行示例性介绍。

请参阅图8，图8示出了根据本公开实施例的航空发动机虚拟试验系统的示意图。

本公开实施例提出的航空发动机虚拟试验系统90，可以通过数值或半物理的仿真手段，对物理高空台试验设备、试验对象和整个试验流程实现数字虚拟环境映射，实现试验过程的动态虚拟演示及试验结果的预估、分析和验证。

示例性的，如图8所示，系统可以包括建模与仿真910、平台技术920及样机技术930。

示例性的，如图8所示，本公开实施例可以实现零维模型9110（如管道、阀门、容积、换热器、混合器、流阻、热阻）、三维模型9120（如进气模型、排气模型等）等模型的建模及仿真，并可以实现模型数据之间的交互，提高数据传递的效率、准确性，另外，可以通过传统方法和/或智能算法实现模型校准与精度提升9130，得到包括多个模型的模型库。通过数字孪生技术可以利用各个模型得到物理高空台的数字孪生模型，也即虚拟高空台，并可以得到航空发动机的数字孪生模型，也即虚拟发动机模型。

示例性的，建模仿真需将0维模型（可以理解为一个x输入，一个y输出）与3维模型（可以理解为3个变量x1、x2、x3输入，3个y1、y2、y3输出）联合在一起进行仿真，联合仿真需要将0维模型和3维模型进行数据传递（可以理解为将0维模型的y输出数据传递到3维模型的x1、x2、x3输入上，反之亦然），为了解决0维模型和3维模型间数据信息交互困难，数据在时间维度和空间维度对应性差的问题，可以进行数据间的跨维度数值缩放，关于跨维度数值缩放的具体介绍，请参考之前的描述，在此不再赘述。

示例性的，如图8所示，平台技术包含“在线”和“离线”两种应用模式。“在线”模式的核心是中间件30，即模型总线，可以是一个以TCP/IP通信协议和FMI接口协议为基础，通过C/S架构实现跨学科、跨领域复杂系统模型集成仿真的通用工具。由于高空台虚拟试验是分布式系统，中间件30可以满足分布式系统对象间的协同工作，还可以实现0维模型150、3维模型140、实物模型130、半实物模型120、其它模型110的通讯、交互和封装。

示例性的，模型间通信可以基于TCP或UDP协议建立订阅映射关系（如图6所示），得到通信组件，在通信组件中，发布端使用一个声明端口与运行管理接收端口交互，订阅端也使用一个声明端口实现订阅声明，其中，发布端通过声明端口向运行管理节点发布对象名、IP和端口号，运行管理将接收到的信息加入发布者列表，而后从订阅者列表中查询该对象是否被订阅；订阅端通过声明端口向运行管理节点发布对象名、IP和端口号，运行管理将接收到的信息加入订阅者列表，而后从发布者列表中查询是否已存在该对象的发布声明。在订阅者声明传输模式为UDP情况下，发布端和订阅端的通信过程与TCP模式相同。应该说明的是，通信组件的具体介绍请参考之前的介绍，在此不再赘述。

示例性的，模型封装通过模型封装组件完成，模型封装组件负责模型初始化、申请地址空间、仿真迭代、数据输入输出，模型封装组件的具体介绍请参考之前的描述，在此不再赘述。

示例性的，如图8所示，“在线”模式可以实现试验流程设计9250、试验流程监控9260和试验流程控制9270，试验流程设计9250是指在试验过程中在线地对试验采取的试验方法和方案（包括发动机上下台、试验点排序、试验程序步骤）进行设计，试验流程监控9260是指在线地监控发动机参数有无异常，试验流程控制9270是指在发动机参数出现异常或需要调整发动机试验状态的时候对试验过程进行控制，通过“在线”模式应用，可以实现高空台虚拟试验的过程管控和数据管理，建立数据库10（数据库包含0维和3维模型、模型的仿真数据、试验数据、试验环境、试验标准、试验方法等），数据库中的数据可用于支持虚拟试验“离线”模式应用。

示例性的，如图8所示，“离线”模式基于数据库10和中间件30，采用组件化和模块化的思想，实现虚拟试验流程的柔性组织，可以实现试验布局与方案预优化9210、优化虚拟试验设计方法9220、仿真流程与数据流管理9230和多系统联合仿真9240。将虚拟试验设计涉及到的功能模块封装为可重用的组件单元，整理高空台各系统间的逻辑关系和数据传递关系（高空台各系统有进排气系统、工艺系统、测试控制系统等子系统，即每个子系统构成一个组件单元，逻辑关系指各个系统间的物理连接关系，数据传递关系比如测试控制系统中的控制信号用于控制进排气系统和工艺系统中的温度、压力、流量等参数），利用封装后的组件根据不同目标搭建具体的试验流程方案。

示例性的，如图8所示，“离线”模式可以进行多系统间的联合仿真（多系统指高空台进排气系统、工艺系统、控制测试系统等），通过FMI标准规范接口或其他接口，一方面能使数据库中模型与其他商业标准模型之间进行联合仿真，另一方面可以采用频率分析手段对模型进行定步长处理，与硬件相连，满足半物理仿真需要。

示例性的，如图8所示，“离线”模式还可以优化进行虚拟试验优化设计方法，采用多目标多学科优化方法来设计高空台系统优化规范流程。首先输入预设变量、目标变量和约束函数，然后根据实际的试验流程制定虚拟试验方案，搭建试验仿真系统，通过对模型进行试验仿真得到系统设计参数与性能间的关系，最后选择给定的优化算法（如多目标粒子群算法）和优化目标对系统设计参数（如调节的压力、温度）进行优化。

示例性的，在平台技术的基础上，构建虚拟高空台，平台技术支撑样机在软件逻辑层面的正确运行，以实现样机在信息集成和状态监控方面的功能，样机技术是在虚拟试验平台技术基础上，更进一步实现虚拟试验，实现虚实资源集成与动态交互，包含软件和硬件设备。

示例性的，如图8所示，样机技术可以实现虚拟空间9310与物理空间9320的虚实映射，搭建与物理高空台93210一致的虚拟高空台93110，实现驱动数据逻辑配合，以进行数据初始化，然后根据驱动数据对高空台行为、设备、环境和过程进行实时映射，在映射过程中，对各种数据进行集成分析，包括试验信息集成、试验状态监控、试验管控，以实现对异常的报警。

应该说明的是，以上建模仿真、平台技术、样机技术的介绍是示例性的，其具体介绍请参考之前的描述，在此不再赘述。

请参阅图9，图9示出了根据本公开实施例的航空发动机高空台虚拟试验方法的流程图。

如图9所示，所述方法包括：

步骤S11，从数据库获取多个虚拟高空台模型及虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型，各个虚拟高空台模型为物理高空台的各个组件在虚拟空间的映射，所述虚拟发动机模型为待测物理发动机在虚拟空间的数字孪生模型；

步骤S12，利用中间件实现各个虚拟高空台模型之间的通信；

步骤S13，接收控制指令，并从所述数据库获取试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验。

本公开实施例从所述数据库获取所述多个虚拟高空台模型及所述虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型；接收控制指令，并从所述数据库获取所述试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验，通过将物理高空台映射到虚拟空间，利用虚拟试验技术进行发动机的测试，降低成本，提高测试效率。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

建立多个虚拟高空台模型，其中，所述虚拟高空台模型包括零维模型及三维模型，所述零维模型用于根据至少一个输入得到至少一个输出，所述三维模型用于根据至少三个输入得到至少三个输出；

对所述零维模型及所述三维模型进行联合仿真，以实现所述零维模型和所述三维模型的数据交互。

在一种可能的实施方式中，所述联合仿真包括将所述零维模型或所述三维模型的输出数据分别作为所述三维模型或所述零维模型的输入数据，以进行数据交互。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

通过预设权重因子对三维模型中的三维参数在三维截面上进行积分，实现三维参数向零维参数的映射；和/或

将所述零维模型中的零维参数以预设倍数缩放，将缩放后的零维参数传递到三维参数的各个维度，实现零维参数向三维参数的映射。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

将各个虚拟高空台模型中的参数输入到训练好的精度提升模型中，以利用所述精度提升模型的输出更新各个模型的参数，实现虚拟高空台模型的精度提升；

对虚拟高空台模型按照预设模型层次、颗粒度、命名方式、接口类型的至少一种进行分类管理。

在一种可能的实施方式中，所述中间件包括虚拟通信组件，所述虚拟通信组件包括管理端、发布端、订阅端，

所述管理端维护有发布者列表和订阅者列表，所述发布者列表包括发布对象名、发布对象IP地址和发布对象端口号，所述订阅者列表包括订阅对象名、订阅对象IP地址和订阅对象端口号，其中，所述方法还包括：

利用所述管理端执行：若所述发布者列表中存在目标发布对象被订阅者列表中的目标订阅者订阅，建立所述目标发布对象与所述目标订阅者之间的通信连接。

在一种可能的实施方式中，所述中间件还包括模型封装组件，所述方法还包括，利用所述模型封装组件从存储空间中获取消息数据和对象数据，并将所述消息数据和对象数据以预设数据格式封装后传递到虚拟高空台模型，并用于将从虚拟高空台模型中获取的消息数据和对象数据存储到存储空间，

其中，所述消息数据指在迭代仿真中持续时长小于第一预设时长的数据，所述对象数据指在迭代仿真中持续时长大于第二预设时长的数据，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。

在一种可能的实施方式中，所述模型封装组件包括模型管理单元、迭代仿真单元、数据获取单元、地址申请单元，所述方法还包括，

利用所述数据获取单元从虚拟高空台模型或所述存储空间获取消息数据和/或对象数据并进行封装，

利用所述模型管理单元将从所述存储空间上获取的消息数据和/或对象数据发送到相应的虚拟高空台模型，并执行虚拟高空台模型的初始化，

利用所述迭代仿真单元实现虚拟高空台模型的迭代仿真，

利用所述地址申请单元在所述存储空间中申请存储地址以存储从虚拟高空台模型中获取的消息数据和对象数据。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

接收试验流程、试验环境、试验标准、试验参数，确定试验方案，以对所述虚拟发动机模型进行试验；

在利用所述试验方案对虚拟发动机模型进行试验时，监测所述虚拟发动机模型的运行参数是否发生异常；

在所述试验流程监控单元监测到所述虚拟发动机模型运行异常的情况下或需对试验方案调整的情况下，对试验流程、试验环境、试验标准、试验参数中的至少一种进行调整，实现对试验过程的控制。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

将所述虚拟发动机模型试验过程中的试验数据存储到所述数据库中，所述试验数据包括试验流程、试验环境、试验标准、试验方案、模型的仿真数据中的至少一种。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

对所述虚拟发动机模型在试验舱模型中的位置、进气模型及排气模型的进出气位置进行模拟仿真，并根据仿真结果优化位置参数，其中，所述试验舱模型与物理高空台的高空台试验舱对应，所述进气模型与物理高空台的进气系统对应，所述排气模型与物理高空台的排气系统对应；

根据输入的预设变量、预设约束条件及目标变量对虚拟发动机模型进行仿真试验，得到仿真试验结果；将所述仿真试验结果与物理高空台运行得到的物理试验结果进行比较，得到比较结果；利用所述比较结果对所述预设变量进行优化调整；

根据物理高空台运行时各系统间的运行关系管理各个虚拟高空台模型的数据流方向；

获取多个虚拟高空台模型以对虚拟发动机模型进行仿真试验。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

对高空台虚拟试验中的信息数据进行展示。

在一种可能的实施方式中，控制指令来自于物理控制设备。

可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。

本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。计算机可读存储介质可以是非易失性计算机可读存储介质。

本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行上述方法。

本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述方法。

请参阅图10，图10示出了根据本公开实施例的一种电子设备的框图。

例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等终端。

参照图10，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出（I/ O）的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器（LCD）和触摸面板（TP）。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时长和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风（MIC），当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/ O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如互补金属氧化物半导体（CMOS）或电荷耦合装置（CCD）图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如无线网络（WiFi），第二代移动通信技术（2G）或第三代移动通信技术（3G），或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信（NFC）模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别（RFID）技术，红外数据协会（IrDA）技术，超宽带（UWB）技术，蓝牙（BT）技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理设备（DSPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。

请参阅图11，图11示出了根据本公开实施例的一种电子设备的框图。

例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图11，电子设备1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。

电子设备1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行电子设备1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将电子设备1900连接到网络，和一个输入输出（I/O）接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如微软服务器操作系统（Windows Server^TM），苹果公司推出的基于图形用户界面操作系统(Mac OSX^TM)，多用户多进程的计算机操作系统（Unix^TM）, 自由和开放原代码的类Unix操作系统（Linux^TM），开放原代码的类Unix操作系统（FreeBSD^TM）或类似。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由电子设备1900的处理组件1922执行以完成上述方法。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是（但不限于）电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(Software Development Kit，SDK)等等。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (16)

1.一种航空发动机高空台虚拟试验系统，其特征在于，所述系统包括：

数据库，所述数据库用于存储多个虚拟高空台模型、虚拟发动机模型、试验数据，各个虚拟高空台模型为物理高空台的各个组件在虚拟空间的映射，所述虚拟发动机模型为待测物理发动机在虚拟空间的数字孪生模型；

中间件，所述中间件用于实现各个虚拟高空台模型之间的通信；

控制组件，用于：从所述数据库获取所述多个虚拟高空台模型及所述虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型；以及

接收控制指令，并从所述数据库获取所述试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

模型建立模块，用于建立多个虚拟高空台模型，其中，所述虚拟高空台模型包括零维模型及三维模型，所述零维模型用于根据至少一个输入得到至少一个输出，所述三维模型用于根据至少三个输入得到至少三个输出；

模型仿真模块，连接于所述模型建立模块，用于对所述零维模型及所述三维模型进行联合仿真，以实现所述零维模型和所述三维模型的数据交互。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述联合仿真包括将所述零维模型或所述三维模型的输出数据分别作为所述三维模型或所述零维模型的输入数据，以进行数据交互。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述模型仿真模块还用于：

通过预设权重因子对三维模型中的三维参数在三维截面上进行积分，实现三维参数向零维参数的映射；和/或

将所述零维模型中的零维参数以预设倍数缩放，将缩放后的零维参数传递到三维参数的各个维度，实现零维参数向三维参数的映射。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

精度提升模块，训练好的精度提升模块用于将各个虚拟高空模型中的参数进行精度提升；

模型管理模块，用于对虚拟高空台模型按照预设模型层次、颗粒度、命名方式、接口类型的至少一种进行分类管理。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间件包括虚拟通信组件，所述虚拟通信组件包括管理端、发布端、订阅端，

所述管理端维护有发布者列表和订阅者列表，所述发布者列表包括发布对象名、发布对象IP地址和发布对象端口号，所述订阅者列表包括订阅对象名、订阅对象IP地址和订阅对象端口号，其中，所述管理端用于：

若所述发布者列表中存在目标发布对象被订阅者列表中的目标订阅者订阅，建立所述目标发布对象与所述目标订阅者之间的通信连接。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间件还包括模型封装组件，所述模型封装组件用于从存储空间中获取消息数据和对象数据，并将所述消息数据和对象数据以预设数据格式封装后传递到虚拟高空台模型，并用于将从虚拟高空台模型中获取的消息数据和对象数据存储到存储空间，

其中，所述消息数据指在迭代仿真中持续时长小于第一预设时长的数据，所述对象数据指在迭代仿真中持续时长大于第二预设时长的数据，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述模型封装组件包括模型管理单元、迭代仿真单元、数据获取单元、地址申请单元，其中，

所述数据获取单元，用于从虚拟高空台模型或所述存储空间，获取消息数据和/或对象数据并进行封装，

所述模型管理单元，用于将从所述存储空间上获取的消息数据和/或对象数据发送到相应的虚拟高空台模型，并执行虚拟高空台模型的初始化，

所述迭代仿真单元，用于实现虚拟高空台模型的迭代仿真，

所述地址申请单元，用于在所述存储空间中申请存储地址以存储从虚拟高空台模型中获取的消息数据和对象数据。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制组件包括试验流程设计单元、试验流程监控单元、试验流程控制单元，

所述试验流程设计单元，用于接收试验流程、试验环境、试验标准、试验参数，确定试验方案，以对所述虚拟发动机模型进行试验；

所述试验流程监控单元，用于在利用所述试验方案对虚拟发动机模型进行试验时，监测所述虚拟发动机模型的运行参数是否发生异常；

所述试验流程控制单元，用于在所述试验流程监控单元监测到所述虚拟发动机模型运行异常的情况下或需对试验方案调整的情况下，对试验流程、试验环境、试验标准、试验参数中的至少一种进行调整，实现对试验过程的控制。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述试验流程控制单元还用于将所述虚拟发动机模型试验过程中的试验数据存储到所述数据库中，所述试验数据包括试验流程、试验环境、试验标准、试验方案、模型的仿真数据中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制组件还包括：

试验布局及优化模块，用于对所述虚拟发动机模型在试验舱模型中的位置、进气模型及排气模型的进出气位置进行模拟仿真，并根据仿真结果优化位置参数，其中，所述试验舱模型与物理高空台的高空台试验舱对应，所述进气模型与物理高空台的进气系统对应，所述排气模型与物理高空台的排气系统对应；

虚拟试验优化模块，用于根据输入的预设变量、预设约束条件及目标变量对虚拟发动机模型进行仿真试验，得到仿真试验结果；将所述仿真试验结果与物理高空台运行得到的物理试验结果进行比较，得到比较结果；利用所述比较结果对所述预设变量进行优化调整；

仿真流程数据流管理模块，用于根据物理高空台运行时各系统间的运行关系管理各个虚拟高空台模型的数据流方向；

联合仿真模块，用于获取多个虚拟高空台模型以对虚拟发动机模型进行仿真试验。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

显示模块，用于对高空台虚拟试验中的信息数据进行展示。

13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，控制指令来自于物理控制设备。

14.一种航空发动机高空台虚拟试验方法，其特征在于，所述方法包括：

从数据库获取多个虚拟高空台模型及虚拟发动机模型，利用所述多个虚拟高空台模型按照物理高空台的结构建立虚拟高空台，所述虚拟高空台为所述物理高空台在虚拟空间的数字孪生模型，各个虚拟高空台模型为物理高空台的各个组件在虚拟空间的映射，所述虚拟发动机模型为待测物理发动机在虚拟空间的数字孪生模型；

利用中间件实现各个虚拟高空台模型之间的通信；

接收控制指令，并从所述数据库获取试验数据，在所述虚拟高空台中对所述虚拟发动机模型进行高空台虚拟试验。

15.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行权利要求14所述的航空发动机高空台虚拟试验方法。

16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求14所述的航空发动机高空台虚拟试验方法。

Images