1、概述

該設備用于飛行控制系統(tǒng)地面模擬試驗中，用來解算飛機的動力學方程以及實現(xiàn)與飛行控制系統(tǒng)物理部件的信號交聯(lián)，構成一個完整的半實物實時仿真試驗環(huán)境。同時飛行仿真系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)采集、存儲、處理能力，以支持仿真試驗的需要。

對于一個復雜、全面的飛行控制系統(tǒng)地面模擬試驗環(huán)境，通常需要多臺實時仿真系統(tǒng)來進行同外部系統(tǒng)接口、交換數(shù)據(jù)，并進行大量復雜模型的解算?？紤]到實際飛機的規(guī)模和試驗室布局的要求，配備2臺仿真計算機構建分布式仿真系統(tǒng)，完成相應的I/O 和模型解算，分為主仿真節(jié)點和次仿真節(jié)點。該系統(tǒng)仿真周期能夠達到0.5毫秒，支持分布式實時仿真，主次仿真節(jié)點時鐘統(tǒng)一、同步。

仿真系統(tǒng)采用實時操作系統(tǒng)，滿足實時任務對時間的限制和要求。支持各種流行的建模工具如C/C++、Simulink。提供API接口包括I/O接口實時API，用戶可以進行二次開發(fā)。支持用戶自行開發(fā)的板卡和自行編寫驅動。采用標準體系總線如cPCI，支持擴展新的仿真節(jié)點，支持增加多個實時仿真計算機，且無需更改原有系統(tǒng)。支持擴展新的I/O接口等在I/O接口方面，可以通過增加板卡來擴展I/O。支持通過增加CPU來擴展計算能力。

2、系統(tǒng)結構

綜合試驗飛行仿真系統(tǒng)主要由主、次仿真節(jié)點和三臺上位機構成。主次節(jié)點主要用來解算飛機的動力學方程以及實現(xiàn)與飛行控制系統(tǒng)物理部件的信號交聯(lián)，構成一個完整的半實物實時仿真試驗環(huán)境。三臺上位機用來完成飛機動力學模型的設計以及對仿真試驗的管理工作，其他系統(tǒng)諸如機械位移信號發(fā)生器系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、視景和儀表系統(tǒng)、轉臺等作為綜合試驗飛行仿真設備的配套地面設備，配合仿真系統(tǒng)完成地面飛行仿真試驗。

系統(tǒng)采用分布式結構，主仿真節(jié)點、次仿真節(jié)點以及轉臺等通過反射內存實時網(wǎng)絡相連，構成強實時仿真回路。視景和儀表系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與實時仿真系統(tǒng)連接。

（1）主仿真節(jié)點配置如下：

●  CPCI總線機箱：4U 19吋標準上架機箱，14槽；

●  CPU板卡：MPC7448 PowerPC 處理器，主頻為1.4 GHz；

●  AD： 64路16位并行A/D；

●  DA：32路16位并行D/A；

●  DIO：32通道數(shù)字隔離輸入，32通道數(shù)字隔離輸出；

●  MIL-1553B：2個高速通道，2個雙冗余通道，單功能，收發(fā)器電壓可調；

●  ARNIC429：12.5KHz或100KHz速率，8發(fā)8收；

●  AFDX：支持2端口獨立使用或2端口互為冗余；硬件實現(xiàn)AFDX協(xié)議棧；提供IRIG-B系統(tǒng)時鐘同步，帶電纜及VxWorks驅動；

●  反射內存實時接口卡；

●  串口卡：4路RS-232/422/485通訊接口，最高支持921.6Kbps波特率。

（2）次仿真節(jié)點配置如下：

●  CPCI總線機箱：4U 19吋標準上架機箱，14槽；

●  CPU板卡：MPC7448 PowerPC 處理器，主頻為1.4 GHz；

●  AD：64路16位并行A/D；

●  DA：32路16位并行D/A；

●  反射內存實時接口卡；

●  串口卡：4路RS-232/422/485通訊接口。

3、支持軟件

RT-Sim是系統(tǒng)的關鍵支持軟件，提供了Matlab Simulink建模環(huán)境與分布式實時目標機之間的無縫連接。

RT-Sim仿真管理軟件包在Matlab Simulink建模環(huán)境中集成了Simulink模塊庫、RT-MP分布式仿真組件及VxWorks目標代碼生成組件。利用這些模塊及組件，用戶能夠方便的建立硬件在環(huán)的飛行動力學模型；RT-MP能夠自動進行Simulink模型拆分，并編譯成多處理器目標代碼。

RT-Sim主控軟件支持建立多處理器仿真工程，自動向多個目標機處理器下載代碼，實現(xiàn)多目標機同步啟動與運行，并對實時仿真過程進行監(jiān)視、在線調參及數(shù)據(jù)記錄。

同時，RT-Sim主控軟件還提供可定制的虛擬儀表生成界面，支持用戶自定義監(jiān)視界面。

4、系統(tǒng)特點

（1）系統(tǒng)構成完整的綜合試驗飛行仿真系統(tǒng)的仿真環(huán)境，能夠對飛行器動力學模型提供設計、仿真支持，實現(xiàn)對飛控系統(tǒng)的測試與驗證。

（2）系統(tǒng)支持基于模型的設計方法，支持用戶基于Matlab Simulink進行模型算法設計，并自動生成多目標機分布式VxWorks實時代碼。能夠實現(xiàn)數(shù)學仿真階段到半實物實時仿真階段的平滑過渡。

（3）系統(tǒng)提供圖形化全流程仿真管理支持，包括分布式多處理器代碼自動生成、代碼下載、仿真運行控制、圖形化狀態(tài)監(jiān)視、在線參數(shù)調節(jié)等功能。

（4）系統(tǒng)支持單節(jié)點仿真和多節(jié)點的分布式仿真兩種模式，并提供RT-Sim軟件方便的支持單節(jié)點、多節(jié)點的試驗管理模式。