ICD數(shù)據(jù)管理在航空仿真建模中的應(yīng)用

陳潔 徐波 柯鵬 王曉永

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ICD數(shù)據(jù)管理在航空仿真建模中的應(yīng)用

陳潔 徐波 柯鵬 王曉永

西安航空電子科技有限公司，陜西 西安 710075

航空設(shè)備仿真建模研究過程中會涉及大量不同類型的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流。如何有效管理數(shù)據(jù)成為建模過程中的關(guān)鍵。提出一種通過ICD接口數(shù)據(jù)管理模塊和SQL數(shù)據(jù)庫對航空設(shè)備仿真建模數(shù)據(jù)進(jìn)行配置管理的方法，使仿真系統(tǒng)能夠靈活配置，增強(qiáng)系統(tǒng)的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真技術(shù)已成為現(xiàn)代工程技術(shù)的重要支撐力量，人們越來越多地借助仿真方法，來解決系統(tǒng)影響因子相關(guān)性強(qiáng)，且具有動態(tài)特征的復(fù)雜問題。介紹了仿真技術(shù)在航空總線性能驗(yàn)證和導(dǎo)彈動態(tài)試驗(yàn)中的應(yīng)用。

ICD；仿真建模；航空設(shè)備

引言

一般通用飛機(jī)大多裝配高集成的綜合航電系統(tǒng)。它是一種數(shù)字化、綜合化、網(wǎng)絡(luò)化的綜合航電系統(tǒng)，其中包括若干綜合顯示器、數(shù)據(jù)處理機(jī)和傳感器處理模塊。航空機(jī)載設(shè)備的仿真建模是根據(jù)實(shí)際設(shè)備的工作流程、解算模型、數(shù)據(jù)流和接口控制建立軟件層的數(shù)學(xué)或圖形仿真模型。每個設(shè)備的模型在建立過程中需要用到大量的不同類型的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流，而目前管理模型中數(shù)據(jù)的方式是建立數(shù)據(jù)庫表單或按照某一接口格式直接存儲在TXT文本文件中。這種數(shù)據(jù)的管理方式數(shù)據(jù)狀態(tài)固定，不能靈活適用于多種機(jī)型的設(shè)備數(shù)據(jù)格式；同時維護(hù)性差、檢索困難、數(shù)據(jù)錄入復(fù)雜，無法批量操作。因此針對上述不足，提出一種ICD數(shù)據(jù)管理方法應(yīng)用于航空仿真建模系統(tǒng)[1]。

1 ICD數(shù)據(jù)管理

ICD數(shù)據(jù)管理是將SQL Server作為信號管理和解析的主要依據(jù)，支撐整個數(shù)據(jù)庫ICD管理程序，對數(shù)據(jù)的ICD進(jìn)行錄入和保存，以完成數(shù)據(jù)處理的解析過程。將ICD的管理從系統(tǒng)中剝離出來，形成獨(dú)立的通用型處理模塊，為其他系統(tǒng)模塊進(jìn)行服務(wù)。它具有接口管理、模塊編輯、數(shù)據(jù)檢索、權(quán)限設(shè)置和導(dǎo)入導(dǎo)出等功能。

接口管理支持AFDX總線協(xié)議，能夠根據(jù)仿真數(shù)據(jù)機(jī)型和設(shè)備對數(shù)據(jù)接口信息進(jìn)行統(tǒng)一的分類管理，并支持多種機(jī)型的設(shè)備ICD接口管理。ICD管理軟件的編輯模塊，支持對所有ICD數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改功能，主要實(shí)現(xiàn)對ICD信息的管理功能。簡潔的人機(jī)交互界面使得編輯ICD更加便捷，用戶可直接通過編輯界面對相應(yīng)的參數(shù)信息進(jìn)行修改和保存。ICD管理軟件還支持整個設(shè)備或者機(jī)型的ICD數(shù)據(jù)的復(fù)制功能，方便新設(shè)備或者新機(jī)型的部分ICD的修改和維護(hù)。

檢索模塊的主要功能，為了方便用戶對相關(guān)機(jī)型的ICD信息進(jìn)行查看，可通過ICD管理軟件對ICD數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索。通過檢索關(guān)鍵字對ICD進(jìn)行模糊檢索，或者有針對性的精確檢索，快速定位需要查找的ICD數(shù)據(jù)[2]。

權(quán)限管理模塊，主要是為了ICD信息安全而設(shè)計的。不同權(quán)限人員，對ICD信息的操作也有所不同。ICD管理軟件能夠根據(jù)不同用戶的角色對ICD管理軟件進(jìn)行權(quán)限控制。將用戶分為數(shù)據(jù)管理人員和測試人員。數(shù)據(jù)管理人員可以對ICD數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、刪除、修改等操作。測試人員只能進(jìn)行數(shù)據(jù)的瀏覽和查詢操作。

導(dǎo)入導(dǎo)出功能模塊，主要是對ICD信息進(jìn)行導(dǎo)出腳本文件，或者導(dǎo)入腳本文件，實(shí)現(xiàn)用戶對ICD信息導(dǎo)入導(dǎo)出的功能而設(shè)計。用戶能夠使用該功能對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行導(dǎo)入導(dǎo)出操作，方便用戶對ICD信息數(shù)據(jù)的管理[3]。

2 ICD在航空仿真建模中的應(yīng)用

航空機(jī)載設(shè)備建模仿真包括激勵仿真模型和顯示控制模型兩部分。激勵仿真模型包括機(jī)載設(shè)備仿真模型、設(shè)備間數(shù)據(jù)交聯(lián)模型、輸入數(shù)據(jù)激勵模型和數(shù)據(jù)接口仿真模型；顯示控制模型包括界面圖形顯示模塊、顯示刷新控制模型和數(shù)據(jù)接口模塊[4]。

ICD數(shù)據(jù)管理模塊為設(shè)備模型和顯控模型內(nèi)部運(yùn)算提供數(shù)據(jù)[5]，同時作為設(shè)備模型與顯控模型之間的數(shù)據(jù)整合傳輸?shù)囊徊糠郑瑢?shù)據(jù)按照仿真要求完成數(shù)據(jù)儲存、組包、解析等工作。仿真建模接口數(shù)據(jù)管理關(guān)系如圖1所示。

圖1 一種仿真建模接口數(shù)據(jù)管理關(guān)系圖

ICD仿真建模接口數(shù)據(jù)管理的主要內(nèi)容有：按照機(jī)型和機(jī)載設(shè)備對所用的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，機(jī)型與設(shè)備數(shù)據(jù)相對獨(dú)立。

按照仿真模型數(shù)據(jù)傳輸要求錄入ICD數(shù)據(jù)，支持422、429、AFDX等多種總線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)錄入分為兩種：單個錄入和整體導(dǎo)入。單個錄入指單個數(shù)據(jù)按照提前定好的格式進(jìn)行手動錄入。整體導(dǎo)入是將數(shù)據(jù)表單按照預(yù)定好的格式自動整體錄入。

模型可從ICD中讀取存儲好的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，并將輸出數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)管理模塊中進(jìn)行組包。

數(shù)據(jù)管理模塊按照總線定義將設(shè)模型輸出數(shù)據(jù)與ICD數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使數(shù)據(jù)的字節(jié)對應(yīng)相應(yīng)的物理含義，組成總線數(shù)據(jù)包。

對總線板卡驅(qū)動進(jìn)行封裝，通過邏輯對其進(jìn)行調(diào)用，完成數(shù)據(jù)處理功能，發(fā)送給顯控模型。

ICD接口數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流如圖2所示。

圖2 接口數(shù)據(jù)管理框圖

3 結(jié)語

ICD數(shù)據(jù)管理采用ICD數(shù)據(jù)庫和接口數(shù)據(jù)管理模塊，在機(jī)載設(shè)備建模仿真過程中進(jìn)行ICD數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、編輯、導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)通信接口選擇、接口仿真、邏輯仿真和代碼自動生成等功能，實(shí)現(xiàn)了模型在仿真過程中接口數(shù)據(jù)的有效管理功能。

[1]徐亞軍，熊華鋼，李峭. 一種航空電子ICD管理系統(tǒng)改進(jìn)方案[J]. 遙測遙控，2003，24（3）：38-41.

[2]葉中脈，秦開宇，陳華偉，等. 航電系統(tǒng)通用總線監(jiān)控軟件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]. 測控技術(shù)，2012，31（3）：94-97.

[3]曹全新，王學(xué)鋒，胡興榮. 航空電子綜合仿真系統(tǒng)研究[J]. 測控技術(shù)，2008，27（2）：76-79.

[4]趙文俊，蔣國峰. 飛機(jī)航電系統(tǒng)1553B總線信息監(jiān)控器的軟件設(shè)計[J]. 兵工自動化，2009，28 （7）：12-13.

[5]陳琳，汪健甄，安萬先，等. 多路數(shù)據(jù)總線任務(wù)調(diào)度和仿真評價技術(shù)[J]. 電光與控制，2005，12（2）：22-26.

Application of ICD Data Management in Avionics Simulation Modeling

Chen Jie Xu Bo Ke Peng Wang Xiaoyong

Xi’an Avionics Technology Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710075

A large number of different types of data and data streams are involved in the research of avionics simulation modeling. How to manage data effectively becomes the key to the modeling process. A method for configuration management of avionics simulation modeling data through ICD interface data management module and SQL database is proposed to enable the simulation system to be flexibly configured and enhance the system’s scalability and maintainability. With the rapid development of computer technology, simulation technology has become an important supporting force of modern engineering technology. People are increasingly using simulation methods to solve the complex problems of system influence factors with strong correlation and dynamic characteristics. The application of simulation technology in avionics bus performance verification and missile dynamic test is introduced.

ICD; simulation modeling; avionics equipment

TP311.5；V211

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