CN115599001B - 一种机载phm系统仿真验证环境 - Google Patents

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Abstract

本申请属于机载PHM系统仿真设计领域，特别涉及一种机载PHM系统仿真验证环境。该仿真验证环境包括按照与机载PHM系统交互的多型复杂机载系统进行虚拟区域划分形成的多个区域仿真器；与各所述区域仿真器进行机载通信及仿真环境通信的机载PHM系统仿真器，其被配置成能够读取预置的PHM功能逻辑，并接收各区域仿真器发送的机载总线信息，以生成机载PHM系统结果数据；与各区域仿真器进行机载通信及仿真环境通信的显示控制仿真器，其被配置成能够接收预置的验证样本信息，以及根据机载PHM系统结果数据输出验证数据信息。本申请实现了一体化完整的仿真验证过程控制，为实际工程化研制的机载PHM系统提供了仿真验证能力。

Description

一种机载PHM系统仿真验证环境
技术领域
本申请属于机载PHM系统仿真设计领域，特别涉及一种机载PHM系统仿真验证环境。
背景技术
机载预测与健康管理系统，简称机载PHM系统。随着未来战场对航空器复杂程度要求逐步提高，航空器机载PHM系统的设计与研制复杂程度也急剧增加，机载PHM系统的设计、开发与验证是一项复杂系统工程，涉及多个技术领域，需要设计一定的技术验证手段进行不断改进和完善以满足工程要求，对机载PHM系统的测试与验证需求显得尤为重要，为提升复杂航空器的健康管理技术应用水平，针对复杂航空器机载PHM系统研制需求，必须建立一套相关仿真验证环境，对机载PHM系统进行全面的仿真测试验证，满足机载PHM系统在方案设计过程中的PHM系统架构组成设计、PHM功能详细设计、PHM功能分配、PHM功能优化与升级迭代等需求，最终通过机载PHM系统仿真验证环境实现对航空器机载PHM系统的全面测试与功能验证，缩短高成本的试验周期，提高研制效率。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请设计了一种机载PHM系统仿真验证环境，以满足现有航空器机载PHM系统方案设计过程中的PHM系统架构组成设计、PHM功能详细设计、PHM功能分配、PHM功能优化与升级迭代等仿真验证的需求。
本申请提供的机载PHM系统仿真验证环境，包括：
按照与机载PHM系统交互的多型复杂机载系统进行虚拟区域划分形成的多个区域仿真器，各所述区域仿真器被配置成能够按照验证样本信息提供的仿真模型信息及仿真数据信息进行仿真，生成机载总线信息；
与各所述区域仿真器进行机载通信及仿真环境通信的机载PHM系统仿真器，所述机载PHM系统仿真器被配置成能够读取预置的PHM功能逻辑，并接收各所述区域仿真器发送的机载总线信息，以生成机载PHM系统结果数据；
与各所述区域仿真器进行机载通信及仿真环境通信的显示控制仿真器，所述显示控制仿真器被配置成能够接收预置的验证样本信息，以及根据所述机载PHM系统结果数据输出验证数据信息。
优选的是，所述区域仿真器包括：
电子区域仿真器，用于将全部机载航空电子相关的系统或部件进行整合仿真；
控制区域仿真器，用于将全部飞行控制或管理相关的系统或部件进行整合仿真；
机械区域仿真器，用于将全部机械相关的系统或部件进行整合仿真；
及动力区域仿真器，用于将全部机载动力相关的系统或部件进行整合仿真。
优选的是，所述机载PHM系统仿真器与各所述区域仿真器通过机载总线通信交换设备进行机载通信，所述机载PHM系统仿真器与各所述区域仿真器通过仿真环境通信交换设备进行仿真环境通信。
优选的是，所述显示控制仿真器与各所述区域仿真器通过机载总线通信交换设备进行机载通信，所述显示控制仿真器与各所述区域仿真器通过仿真环境通信交换设备进行仿真环境通信。
优选的是，所述仿真环境通信交换设备被配置成用于提供除机载总线通信之外的其他全部仿真验证环境所需通信。
优选的是，其他全部仿真验证环境所需通信包括仿真主控通信与验证主控通信。
优选的是，所述机载总线通信交换设备被配置成用于提供与真实机载PHM系统相关联的全部类型机载总线，传输与真实机载PHM系统完全一致的总线数据，各类型机载总线对应的通道数量依照仿真验证环境中的机载总线连接数量进行配置。
优选的是，所述显示控制仿真器还被配置成对各所述区域仿真器的仿真控制，包括启动、停止、加载仿真模型信息及加载仿真数据信息。
本申请能够为机载PHM系统提供一套完整的仿真验证环境，该仿真验证环境与机载PHM系统真实应用的场景完全一致，仿真验证环境依照健康管理实施过程的分析方法或专业类别进行了机载区域的划分，增强了区域仿真器的整体真实还原能力，各区域仿真器可以加载仿真模型信息和仿真数据信息，基于机载总线通信交换设备实现真实总线通信仿真，同时基于仿真环境通信交换设备接收控制信息，实现受控的仿真验证操作，通过显示控制仿真器同时支持机载PHM系统的显示、控制等人机交互功能整合仿真以及仿真主控功能和验证主控功能，实现了一体化完整的仿真验证过程控制，为实际工程化研制的机载PHM系统提供了仿真验证能力，解决了复杂航空器机载PHM系统仿真验证环境的搭建问题。
附图说明
图1是本申请机载PHM系统仿真验证环境的一优选实施例的系统架构图。
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方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请提供了一种机载PHM系统仿真验证环境，如图1所示，主要包括：
按照与机载PHM系统交互的多型复杂机载系统进行虚拟区域划分形成的多个区域仿真器，各所述区域仿真器被配置成能够按照验证样本信息提供的仿真模型信息及仿真数据信息进行仿真，生成机载总线信息；
与各所述区域仿真器进行机载通信及仿真环境通信的机载PHM系统仿真器，所述机载PHM系统仿真器被配置成能够读取预置的PHM功能逻辑，并接收各所述区域仿真器发送的机载总线信息，以生成机载PHM系统结果数据；
与各所述区域仿真器进行机载通信及仿真环境通信的显示控制仿真器，所述显示控制仿真器被配置成能够接收预置的验证样本信息，以及根据所述机载PHM系统结果数据输出验证数据信息。
该实施例中，机载PHM系统仿真器基于机载PHM相关逻辑开展机载PHM系统工作，机载PHM相关逻辑由PHM系统专家进行设计并提供系统使用，提供机载PHM系统功能逻辑，实时仿真机载PHM系统的所有功能。
在一些可选实施方式中，所述区域仿真器包括：
电子区域仿真器，用于将全部机载航空电子相关的系统或部件进行整合仿真；
控制区域仿真器，用于将全部飞行控制或管理相关的系统或部件进行整合仿真；
机械区域仿真器，用于将全部机械相关的系统或部件进行整合仿真；
及动力区域仿真器，用于将全部机载动力相关的系统或部件进行整合仿真。
该实施例中，机载PHM系统仿真验证环境将与机载PHM系统交互的多型复杂机载系统进行虚拟区域划分，以方便针对不同的专业或机载设备功能进行系统性的机载信息模拟与仿真操作，划分方法依照机载健康管理实施过程的健康管理分析方法或专业类别进行区分，共划分为如上所述的电子区域、控制区域、机械区域、动力区域总计4个区域。
在一些可选实施方式中，所述机载PHM系统仿真器与各所述区域仿真器通过机载总线通信交换设备进行机载通信，所述机载PHM系统仿真器与各所述区域仿真器通过仿真环境通信交换设备进行仿真环境通信。
在一些可选实施方式中，所述显示控制仿真器与各所述区域仿真器通过机载总线通信交换设备进行机载通信，所述显示控制仿真器与各所述区域仿真器通过仿真环境通信交换设备进行仿真环境通信。
在一些可选实施方式中，所述仿真环境通信交换设备被配置成用于提供除机载总线通信之外的其他全部仿真验证环境所需通信。
在一些可选实施方式中，其他全部仿真验证环境所需通信包括仿真主控通信与验证主控通信。
参考图1所示的四个区域仿真器，其具体功能，以及与机载PHM系统仿真器及显示控制仿真器的具体信息交互包括：
由电子区域仿真器将全部机载航空电子相关的系统或部件进行整合仿真，加载电子区域仿真模型信息、仿真数据信息，通过机载总线通信交换设备与其他仿真器实现机载通信，通过仿真环境通信交换设备与仿真验证环境实现仿真环境通信，接收显示控制仿真器的仿真与验证主控信息，实现电子区域仿真验证功能；由控制区域仿真器将全部飞行控制或管理相关的系统或部件进行整合仿真，加载控制区域仿真模型信息、仿真数据信息，通过机载总线通信交换设备与其他仿真器实现机载通信，通过仿真环境通信交换设备与仿真验证环境实现仿真环境通信，接收显示控制仿真器的仿真与验证主控信息，实现控制区域仿真验证功能；由机械区域仿真器将全部机械相关的系统或部件进行整合仿真，加载机械区域仿真模型信息、仿真数据信息，通过机载总线通信交换设备与其他仿真器实现机载通信，通过仿真环境通信交换设备与仿真验证环境实现仿真环境通信，接收显示控制仿真器的仿真与验证主控信息，实现机械区域仿真验证功能；由动力区域仿真器将全部机载动力相关的系统或部件进行整合仿真，加载动力区域仿真模型信息、仿真数据信息，通过机载总线通信交换设备与其他仿真器实现机载通信，通过仿真环境通信交换设备与仿真验证环境实现仿真环境通信，接收显示控制仿真器的仿真与验证主控信息，实现动力区域仿真验证功能。
在一些可选实施方式中，所述机载总线通信交换设备被配置成用于提供与真实机载PHM系统相关联的全部类型机载总线，传输与真实机载PHM系统完全一致的总线数据，各类型机载总线对应的通道数量依照仿真验证环境中的机载总线连接数量进行配置。
该实施例中，机载总线通信交换设备能够提供与机载PHM系统相关联的全部类型机载总线，包括并不限于1553B总线、ARNIC429总线、FC总线、1394总线、串行总线等。
在一些可选实施方式中，所述显示控制仿真器还被配置成对各所述区域仿真器的仿真控制，包括启动、停止、加载仿真模型信息及加载仿真数据信息。
该实施例中，显示控制仿真器能够提供对机载PHM系统的显示、控制等人机交互功能进行整合仿真，提供机载PHM系统操作处理结果实时显示，同时提供机载PHM系统仿真验证环境的仿真主控与验证主控操作功能，支持验证样本信息加载和验证数据信息输出功能。显示控制仿真器的验证主控功能能够提供验证样本信息加载功能和验证数据信息输出，加载验证样本信息后将验证样本作为仿真控制信息下发至各区域仿真器并启动，各区域仿真器启动后按照验证样本提供的仿真模型信息、仿真数据信息，机载PHM系统仿真器接收到各区域仿真器发送的机载总线信息后，生成机载PHM系统结果数据并通过机载总线传递至显示控制仿真器，显示控制仿真器基于机载PHM系统结果数据生成验证数据信息并输出。
需要说明的是，上述流程操作可以进行不同程度的组合应用，为了简明，不再赘述各种组合的实现方式。本领域的技术人员可以按实际情况将上述的方法的步骤的顺序（或者产品的部件的位置）进行灵活调整，或者组合等操作。
需要说明的是，上述实施例中所示的功能组件的实现方式可以为硬件、软件或者二者的组合。当以硬件方式实现时，其可以使电子电路、专用集成电路（ASIC）、插件、功能卡等。当以软件方式实现时，其可以事被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以出存储在机器或者可读介质中，或者其可以通过载波中所携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
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 (5)

1.一种机载PHM系统仿真验证环境，其特征在于，包括：
按照与机载PHM系统交互的多型复杂机载系统进行虚拟区域划分形成的多个区域仿真器，各所述区域仿真器被配置成能够按照验证样本信息提供的仿真模型信息及仿真数据信息进行仿真，生成机载总线信息；
与各所述区域仿真器进行机载通信及仿真环境通信的机载PHM系统仿真器，所述机载PHM系统仿真器被配置成能够读取预置的PHM功能逻辑，并接收各所述区域仿真器发送的机载总线信息，以生成机载PHM系统结果数据；
与各所述区域仿真器进行机载通信及仿真环境通信的显示控制仿真器，所述显示控制仿真器被配置成能够接收预置的验证样本信息，以及根据所述机载PHM系统结果数据输出验证数据信息；
其中，所述区域仿真器包括：
电子区域仿真器，用于将全部机载航空电子相关的系统或部件进行整合仿真；
控制区域仿真器，用于将全部飞行控制或管理相关的系统或部件进行整合仿真；
机械区域仿真器，用于将全部机械相关的系统或部件进行整合仿真；
及动力区域仿真器，用于将全部机载动力相关的系统或部件进行整合仿真；
所述机载PHM系统仿真器与各所述区域仿真器通过机载总线通信交换设备进行机载通信，所述机载PHM系统仿真器与各所述区域仿真器通过仿真环境通信交换设备进行仿真环境通信；
所述显示控制仿真器与各所述区域仿真器通过机载总线通信交换设备进行机载通信，所述显示控制仿真器与各所述区域仿真器通过仿真环境通信交换设备进行仿真环境通信。
2.如权利要求1所述的机载PHM系统仿真验证环境，其特征在于，所述仿真环境通信交换设备被配置成用于提供除机载总线通信之外的其他全部仿真验证环境所需通信。
3.如权利要求2所述的机载PHM系统仿真验证环境，其特征在于，其他全部仿真验证环境所需通信包括仿真主控通信与验证主控通信。
4.如权利要求1所述的机载PHM系统仿真验证环境，其特征在于，所述机载总线通信交换设备被配置成用于提供与真实机载PHM系统相关联的全部类型机载总线，传输与真实机载PHM系统完全一致的总线数据，各类型机载总线对应的通道数量依照仿真验证环境中的机载总线连接数量进行配置。
5.如权利要求1所述的机载PHM系统仿真验证环境，其特征在于，所述显示控制仿真器还被配置成对各所述区域仿真器的仿真控制，包括启动、停止、加载仿真模型信息及加载仿真数据信息。
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