针对无人机的发动机控制仿真验证平台

概述
针对无人机的发动机控制仿真验证平台用于数字电子控制器半实物仿真试验。根据真实逻辑模拟飞行管理计算机，基于飞行任务实现各个剖面下飞机执行不同动作时，对数字电子控制器激励，完成对推进系统的指令传输，同时监控并记录环境中数字电子控制器总线传输的信息。为配合数字电子控制器正常工作，该平台同时模拟飞行管理计算机、动力装置控制终端、远程接口单元及数管/地面站/地检站等设备，控制发动机完成半实物仿真测试试验。
该项目属于HIL硬件在环半实物仿真测试系统，是以实时处理器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过1394B总线及数字I/O接口与电子控制器连接，对电子控制器进行全方面的、系统的测试。从安全性、可行性和合理的成本上考虑， HIL硬件在环仿真测试已经成为开发流程中非常重要的一环，减少了真件实测的次数，缩短开发时间和降低成本的同时提高软件质量，降低研发风险。
系统架构
【针对无人机的发动机控制仿真验证平台】发动机控制仿真验证平台硬件主要由飞行管理实时仿真模拟器、动力装置控制终端实时仿真模拟器、远程接口单元实时仿真模拟器、数据管理与地面站实时仿真模拟器、人机交互计算机及电缆等组成。
各仿真模拟器之间的交互关系见下图所示：

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图1发动机控制仿真验证平台模拟环境设备交联关系图系统功能
发动机控制仿真验证模拟平台采用三层结构，包括人机交互层、模型及硬件接口层、物理接口层。如图所示：

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图2发动机控制仿真验证平台系统结构图系统主要功能
1)人机交互平台功能
作为发动机控制仿真验证模拟平台系统的人机交互窗口，为用户提供便捷的操作流程和可视化的页面展示。通过网络实现与各实时仿真模拟器的信息交互，具备如下功能：a.具备图形化界面，通过曲线、数值(物理量、源码)以及声光的形式显示各类通讯数据；b.具备测试数据的组帧、发送、解析、显示等功能；c.具备创建试验项目工程的功能；d.具备试验过程的控制、通信状态监测、故障状态监测功能；e.具备对飞控任务剖面过程控制、关键参数配置及发送功能；f.具备为仿真模拟器提供通讯数据、故障模式仿真等服务功能；g.具备实时数据存储、回放分析功能，可选择不同的记录数据进行回放，获取每个时刻点的参数值，支持不同参数绘制成曲线并可保存为图片。 h.具备系统配置功能，对系统信息、版本信息、命令参数及断连信号进行配置；i.具备日志管理功能，为了保证试验信息的可追溯性，进行日志记录，主要包括操作日志和系统日志；
2)仿真模拟器主要功能
仿真模拟器主要由实时仿真目标机、仿真板卡、仿真模型软件组成，集成到仿真测试系统的目标仿真机上，主要功能如下：
a.仿真管理功能①具备实时机资源分配和参数配置功能；②具备I/O信号处理功能，通过NI-DAQ采集板卡采集和控制信号输入和输出，为被测对象提供信号测试功能，配合界面控制信号断连器的断连；③具备信息特征值配置功能，基于流程逻辑模型生成控制信号，通过1394B进行流程控制，控制VMC模型、EIU模型、起动机模型等，并将起动机转速等相关信号通讯发动机模型；④具备发动机控制系统模型和健康管理模型仿真验证环境；⑤模型仿真状态设置运行功能，将通过数据总线向数字电子控制器JDK发送模型数据、起动机状态和相关发动机工作状态数据；⑥基于故障模式和模型拉偏的故障复现及系统验证试验功能。