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摘要:以PC机网络环境作为基础,VAPS工具作为平台媒介,我们通过使用C语言和其他的网络技术。由此设计了一系列的民用飞机座舱显示系统。通过模块化结构的思想,系统的表明了电子显示仪器仿真功能部分和工作原理,从而阐述了如何在系统中实现仪表逻辑连接和坐标变换等等至关重要的技术。通过模拟的实验结果表明,这个系统可以逼真的显示出来民机电子仪表的操作过程,满足实时性要求,具有很强的实用价值。
关键词:仪表仿真;航空仪表;显示系统
【分类号】:TG333.2
引言
飞行仪表是飞机性能的重要参数指标,所以在飞行仿真当中,具有重大意义的意向就是实现仿真的真实性。以前的仿真仪表大部分都使用一些高级语言,通过手工编程的方法,工作量是很大的,而且非常容易出错。因此,基本上都是被机械式仪表的仿真局限住了。而现在的民航飞机已经采用了综合的电子显示方法,这样大大的减少了仪表的数量。信息显示的方式可以根据需要来进行自由的选择。很多信息采用图案显示,所以减少了飞行员的反应时间。除此之外,电子顯示的仪表还具有很多能力。比如说自动检测,自我监视等能力。可以对比较异常的信息进行主动提示的手段,这样对飞行员的判断也是非常有利的。
一.民机电子仪表的仿真系统的结构和功能
整个飞行仿真系统的至关重要的一部分就是电子仪表仿真系统,它可以实现飞行仿真数据的人机交互问题。其中飞机速度,高度,航向等重要参数都是有主飛行显示器显示的。导航显示器可以显示飞机的航向信息,显示出飞机当前的位置,飞行的航线,导航台,飞行目的地,发动机指示系统只要显示发动机系统的参数,燃油系统的参数等等。飞行方式的控制面板可以对飞机的飞行实现控制。
民机电子仪表仿真系统有如下的功能。第一,可以根据不同的工作模式显示出对应的图形和参数,而且可以依旧实际仪表的功能执行做出相应的动作。第二,它可以显示页面的内容,通过控制面板或者其他的部分的指令来调换显示器的模式。第三,飞行仿真数据可以实现整个飞行仿真系统的实时连接。整个民机电子仪表仿真的系统会被分成许多不同的单元,各个单元既相互独立又可以相互连接。
二.仪表仿真关键技术的解决方案
(一)仪表之间的逻辑连接
每个飞机电子仪表都有自己的逻辑,但是不同的仪表的信息又是相互控制,影响的。所以,需要根据他们之间的关系进行精当的排列,这样才可以使得各仪表的显示内容不会有错误出现。
(二)坐标转换
仪表仿真需要知道飞机等目标在某一参考系中的坐标,同时又要把飞机当做基准来显示其余参考系的相对位置。所以同一物体在不同的参考系中的位置存在着参数换算,也就是说不同的坐标系之前有转换出现。飞行仪表仿真当中主要出现下列三种坐标系。第一,世界坐标系。这是目前国际上统一采用的大地坐标系,这种坐标系的原点是地球的质心。第二,载机地理坐标系。这种坐标系的原点是在飞机的质心上面。第三,机体坐标系。这种坐标系的原点是在飞机的质心上面,遵循右手螺旋定则。
(三)多模式的数据通讯
因为飞行仿真系统具有复杂性和实时性。所以,仿真系统中的计算量是非常大的。但是伴随着计算机网络技术的发展,我们采用一些技术可以综合大量的计算资源,把仿真系统划分成许多不同功能的模块。每个模块都有专门的计算方法,这样可以形成一个相互关联的分布式网络。第一,共享内存的方式。这种方式是进行数据量快速交换的最佳方法,这种方法需要数据的传递者和接受者要在同一台机器上面,并且传递数据本身才可以进行,童工传递数据的控制信息是不能实现的。在实际的应用当中,数据交换都是采用这种方法。第二,TCP的传输速度虽然比较慢,但是可靠性是很高的。而UDP的传输速度虽然很快,但是对于没有送达的数据只是放弃,并不向传送者发送回执报告。因此,对于一些通道的控制信息来说,都应该使用TCP方式,但是如果是对于需要不断地传输数据的不见的话,特别是需要刷新的显示信息,为了保证数据可以快速的手法,最好选择UDP方式。所以,可以把局域网为基础,这两种方式都需要建立局域网才可以。我们在配置文件的时候,需要对端口号,地址等进行相应的置顶才可以。这样在网络中,我们才可以传送到正确的地址上。
(四)方法评价
这种方法主要是利用统计学当中的思想,平均数和方差等等特点,采用分解的方法减小估算过程当中的误差,然后提高整体的精确度。
三.通讯接口的实现
飞行模拟器的仪表系统要和其他的系统建立相应的联系,才可以达到要求。所以仪表系统要确定系统间的接口数据才可以。仪表系统给飞行员营造了比较真实的座舱显示系统,但是这个仪表的显示数据都是来自于飞机动力学的仿真系统。因为飞机动力学仿真系统对于数据的真实性要求是比较高的,所以会采用没有连接的UDP形式。
四.仿真结果和分析
民机座舱中的仿真系统主要具有以下特点。第一,实时性。仿真环境的图形动态显示是非常稳定的,数据上也是基本没有错误的。所以飞行仿真系统的第一要求就是仿真性。第二,兼容性。飞行仿真系统需要和其他的模块进行搭接。因此,有的是使用C语言,有的是其他的外界程序,只有采用统一定义的模块,才能实现各个模块之间的兼容对接。第三,交互性。我们班除了通过仪表显示准确可靠地飞行数据,操作人员还有通过主要的控制面板完成对于飞机飞行模式中的参数设置,这样仿真就可以按照要求进行联动。
结论
综上所述,文中提出了一种民用的飞机电子仪表仿真系统,给出了系统的结构和功能的解决方案。非常逼真,移植性很强,实时性也很强,具有很高的工程实用价值。
参考文献
[1]王鹤,邱云飞.飞行仿真中虚拟航空仪表显示系统的开发[J].微计算机信息,2011,05:180-181+176.
[2]陈慕春,张卫,李洪栋.基于Creator的虚拟航空仪表建模技术[J].航空计算技术,2011,04:75-77.
[3]王鹤,邱云飞.基于VAPS的虚拟航空仪表显示系统[J].计算机系统应用,2011,11:27-30.
[4]金晓明,丁浩,茅坪.飞行仿真中虚拟航空仪表生成技术[J].航空电子技术,1999,02:41-44.
[5]魏丽娜.基于VAPS的虚拟航空仪表的构造与实现[J].沈阳航空工业学院学报,2009,03:26-28.
[6]匡群,张京津.驾驶舱仿真仪表显示系统设计[J].民用飞机设计与研究,2010,04:30-32+78.
关键词:仪表仿真;航空仪表;显示系统
【分类号】:TG333.2
引言
飞行仪表是飞机性能的重要参数指标,所以在飞行仿真当中,具有重大意义的意向就是实现仿真的真实性。以前的仿真仪表大部分都使用一些高级语言,通过手工编程的方法,工作量是很大的,而且非常容易出错。因此,基本上都是被机械式仪表的仿真局限住了。而现在的民航飞机已经采用了综合的电子显示方法,这样大大的减少了仪表的数量。信息显示的方式可以根据需要来进行自由的选择。很多信息采用图案显示,所以减少了飞行员的反应时间。除此之外,电子顯示的仪表还具有很多能力。比如说自动检测,自我监视等能力。可以对比较异常的信息进行主动提示的手段,这样对飞行员的判断也是非常有利的。
一.民机电子仪表的仿真系统的结构和功能
整个飞行仿真系统的至关重要的一部分就是电子仪表仿真系统,它可以实现飞行仿真数据的人机交互问题。其中飞机速度,高度,航向等重要参数都是有主飛行显示器显示的。导航显示器可以显示飞机的航向信息,显示出飞机当前的位置,飞行的航线,导航台,飞行目的地,发动机指示系统只要显示发动机系统的参数,燃油系统的参数等等。飞行方式的控制面板可以对飞机的飞行实现控制。
民机电子仪表仿真系统有如下的功能。第一,可以根据不同的工作模式显示出对应的图形和参数,而且可以依旧实际仪表的功能执行做出相应的动作。第二,它可以显示页面的内容,通过控制面板或者其他的部分的指令来调换显示器的模式。第三,飞行仿真数据可以实现整个飞行仿真系统的实时连接。整个民机电子仪表仿真的系统会被分成许多不同的单元,各个单元既相互独立又可以相互连接。
二.仪表仿真关键技术的解决方案
(一)仪表之间的逻辑连接
每个飞机电子仪表都有自己的逻辑,但是不同的仪表的信息又是相互控制,影响的。所以,需要根据他们之间的关系进行精当的排列,这样才可以使得各仪表的显示内容不会有错误出现。
(二)坐标转换
仪表仿真需要知道飞机等目标在某一参考系中的坐标,同时又要把飞机当做基准来显示其余参考系的相对位置。所以同一物体在不同的参考系中的位置存在着参数换算,也就是说不同的坐标系之前有转换出现。飞行仪表仿真当中主要出现下列三种坐标系。第一,世界坐标系。这是目前国际上统一采用的大地坐标系,这种坐标系的原点是地球的质心。第二,载机地理坐标系。这种坐标系的原点是在飞机的质心上面。第三,机体坐标系。这种坐标系的原点是在飞机的质心上面,遵循右手螺旋定则。
(三)多模式的数据通讯
因为飞行仿真系统具有复杂性和实时性。所以,仿真系统中的计算量是非常大的。但是伴随着计算机网络技术的发展,我们采用一些技术可以综合大量的计算资源,把仿真系统划分成许多不同功能的模块。每个模块都有专门的计算方法,这样可以形成一个相互关联的分布式网络。第一,共享内存的方式。这种方式是进行数据量快速交换的最佳方法,这种方法需要数据的传递者和接受者要在同一台机器上面,并且传递数据本身才可以进行,童工传递数据的控制信息是不能实现的。在实际的应用当中,数据交换都是采用这种方法。第二,TCP的传输速度虽然比较慢,但是可靠性是很高的。而UDP的传输速度虽然很快,但是对于没有送达的数据只是放弃,并不向传送者发送回执报告。因此,对于一些通道的控制信息来说,都应该使用TCP方式,但是如果是对于需要不断地传输数据的不见的话,特别是需要刷新的显示信息,为了保证数据可以快速的手法,最好选择UDP方式。所以,可以把局域网为基础,这两种方式都需要建立局域网才可以。我们在配置文件的时候,需要对端口号,地址等进行相应的置顶才可以。这样在网络中,我们才可以传送到正确的地址上。
(四)方法评价
这种方法主要是利用统计学当中的思想,平均数和方差等等特点,采用分解的方法减小估算过程当中的误差,然后提高整体的精确度。
三.通讯接口的实现
飞行模拟器的仪表系统要和其他的系统建立相应的联系,才可以达到要求。所以仪表系统要确定系统间的接口数据才可以。仪表系统给飞行员营造了比较真实的座舱显示系统,但是这个仪表的显示数据都是来自于飞机动力学的仿真系统。因为飞机动力学仿真系统对于数据的真实性要求是比较高的,所以会采用没有连接的UDP形式。
四.仿真结果和分析
民机座舱中的仿真系统主要具有以下特点。第一,实时性。仿真环境的图形动态显示是非常稳定的,数据上也是基本没有错误的。所以飞行仿真系统的第一要求就是仿真性。第二,兼容性。飞行仿真系统需要和其他的模块进行搭接。因此,有的是使用C语言,有的是其他的外界程序,只有采用统一定义的模块,才能实现各个模块之间的兼容对接。第三,交互性。我们班除了通过仪表显示准确可靠地飞行数据,操作人员还有通过主要的控制面板完成对于飞机飞行模式中的参数设置,这样仿真就可以按照要求进行联动。
结论
综上所述,文中提出了一种民用的飞机电子仪表仿真系统,给出了系统的结构和功能的解决方案。非常逼真,移植性很强,实时性也很强,具有很高的工程实用价值。
参考文献
[1]王鹤,邱云飞.飞行仿真中虚拟航空仪表显示系统的开发[J].微计算机信息,2011,05:180-181+176.
[2]陈慕春,张卫,李洪栋.基于Creator的虚拟航空仪表建模技术[J].航空计算技术,2011,04:75-77.
[3]王鹤,邱云飞.基于VAPS的虚拟航空仪表显示系统[J].计算机系统应用,2011,11:27-30.
[4]金晓明,丁浩,茅坪.飞行仿真中虚拟航空仪表生成技术[J].航空电子技术,1999,02:41-44.
[5]魏丽娜.基于VAPS的虚拟航空仪表的构造与实现[J].沈阳航空工业学院学报,2009,03:26-28.
[6]匡群,张京津.驾驶舱仿真仪表显示系统设计[J].民用飞机设计与研究,2010,04:30-32+78.