大型民用飛機(jī)航電系統(tǒng)總線激勵(lì)技術(shù)的探究

花明穎

摘要：飛機(jī)航電系統(tǒng)就是指航空電子系統(tǒng)，其是當(dāng)前許多民航飛機(jī)中的重要系統(tǒng)，系統(tǒng)當(dāng)中包含了多種機(jī)載設(shè)備，這些設(shè)備之間需通過航空總線來進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，作用于總線的激勵(lì)信號(hào)是關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：民航;航電系統(tǒng);總線激勵(lì)

引言：

對(duì)航電系統(tǒng)的總線激勵(lì)技術(shù)開展研究的目的是為了提升航電系統(tǒng)集成驗(yàn)證的水平，隨著當(dāng)前航空領(lǐng)域的發(fā)展，這些研究也正在不斷深入。本文通過分析航電系統(tǒng)總線激勵(lì)技術(shù)的功能需求，進(jìn)一步分析了通用型航電總線激勵(lì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1.航電系統(tǒng)總線激勵(lì)技術(shù)的功能需求

飛機(jī)航電系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)的過程中，需要對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證才能夠投入運(yùn)用。系統(tǒng)中的有著許多類型航電組件，在進(jìn)行集中驗(yàn)證的過程中，需要保證所有航電組件都能接收到激勵(lì)信號(hào)同時(shí)能夠發(fā)出對(duì)應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)，而這些信號(hào)本身有著復(fù)雜聯(lián)系，因此針對(duì)于不同型號(hào)飛機(jī)的航電系統(tǒng)，往往采用專屬的航電總線激勵(lì)技術(shù)，所開發(fā)的激勵(lì)系統(tǒng)不具備擴(kuò)展性以及通用性。基于以上情況，設(shè)計(jì)出一種通用性較強(qiáng)的航電總線激勵(lì)系統(tǒng)成為備受關(guān)注的研究，從功能方向上來看，設(shè)計(jì)完成后的系統(tǒng)功能需求主要是能夠保證各類型航電組價(jià)能夠?qū)崿F(xiàn)相互數(shù)據(jù)和信息傳輸，以便于更好地提供激勵(lì)信號(hào)，以往的激勵(lì)系統(tǒng)當(dāng)中，盡管是進(jìn)行系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證，但也應(yīng)當(dāng)連接真實(shí)的航電組件到物理接口，因此在進(jìn)行通用型總線激勵(lì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)要保證可以采用仿真組件進(jìn)行代替，促進(jìn)仿真驗(yàn)證工作的高效完成[1]。

2.大型民用飛機(jī)航電總線激勵(lì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)大型民用飛機(jī)航電總線激勵(lì)系統(tǒng)的過程中，首先需建立其層次抽象模型結(jié)構(gòu)，航電系統(tǒng)總線激勵(lì)技術(shù)所構(gòu)成的系統(tǒng)當(dāng)中，可以抽象劃分為四個(gè)層次，其分別為功能應(yīng)用層、參數(shù)變換層、通道映射層以及物理資源層。在其功能應(yīng)用層當(dāng)中，包括著多種功能模塊，功能之間也是具有著聯(lián)系;參數(shù)變換層則是負(fù)責(zé)編碼操作和解碼操作;通道映射層具有著映射功能，能夠?qū)⒖偩€通道映射到物理資源層當(dāng)中;物理資源層主要是插入多種通信板卡，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的發(fā)送以及接收。整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型為縱向結(jié)構(gòu)，最底層為物理資源層，最上層為功能應(yīng)用層。

2.1系統(tǒng)的功能應(yīng)用層

航電總線激勵(lì)技術(shù)系統(tǒng)中額功能應(yīng)用層主要是具有邏輯化處理響應(yīng)參數(shù)和激勵(lì)參數(shù)的功能。整體功能應(yīng)用層主要包括激勵(lì)控制模塊以及響應(yīng)顯示模塊，其中，激勵(lì)控制模塊先是將輸入的參數(shù)信息以及航電組件的響應(yīng)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確獲取，然后結(jié)合航電邏輯對(duì)參數(shù)進(jìn)行處理獲得激勵(lì)參量，再將激勵(lì)參量傳到激勵(lì)變化層開展參量編碼，最后會(huì)獲得航電總線的數(shù)據(jù)，總線數(shù)據(jù)還會(huì)經(jīng)過映射處理，然后會(huì)經(jīng)由物理資源層傳輸?shù)胶诫娤到y(tǒng)總線當(dāng)中。而響應(yīng)顯示模塊當(dāng)中，具體操作的流程為先對(duì)航電總線數(shù)據(jù)進(jìn)行有效接收，再經(jīng)過通道映射處理，將其處理為邏輯通道，選擇合適的總線解碼方式來解碼總線數(shù)據(jù)，獲得相應(yīng)的響應(yīng)參量，最后將其傳輸?shù)焦δ軕?yīng)用層進(jìn)行航電邏輯處理并在相關(guān)交互界面上直接顯現(xiàn)出來。除此之外，功能應(yīng)用層還包括著總線監(jiān)視模塊，其具體的功能是對(duì)所有航電系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)開展監(jiān)視工作，不管是系統(tǒng)本身發(fā)送還是接收的相關(guān)總線數(shù)據(jù)，都在實(shí)際監(jiān)視的范疇當(dāng)中，且最后會(huì)將原始數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計(jì)[2]。

2.2系統(tǒng)的參數(shù)變換層

航電總線激勵(lì)系統(tǒng)中的參數(shù)變換層主要功能為編碼處理及解碼處理航電總線參數(shù)。在進(jìn)行編碼或是解碼離散量信號(hào)時(shí)的具體操作是頗為簡(jiǎn)單的，但若是ARINC429類型的飛機(jī)航空總線，其相關(guān)數(shù)據(jù)的編碼與解碼，需要遵循相應(yīng)的規(guī)范要求，具體操作有些復(fù)雜化，而AFDX類型的飛機(jī)航空總線，其數(shù)據(jù)的編碼與解碼操作，主要是依據(jù)ARINC664的規(guī)范要求。編碼與解碼中除了基于對(duì)應(yīng)的規(guī)范要求，還應(yīng)當(dāng)以相關(guān)型號(hào)民航飛機(jī)航電系統(tǒng)的ICD文件作為重要依據(jù)，但I(xiàn)CD文件本身的制定也是結(jié)合了ARINC規(guī)范內(nèi)容，有一些特殊性內(nèi)容可能在ARINC規(guī)范文件當(dāng)中未進(jìn)行詳細(xì)說明，因此還需格外注意。ARINC429航電系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)字的類型包括離散數(shù)據(jù)、字符數(shù)據(jù)、BCD數(shù)據(jù)以及BNR數(shù)據(jù)等等，針對(duì)于不同類型的數(shù)據(jù)字，在進(jìn)場(chǎng)編碼與解碼操作時(shí)的方法也不完全相同。而AFDX類型的航空總線數(shù)據(jù)在進(jìn)行編碼和解碼時(shí)，主要是基于相關(guān)ICD文件對(duì)有效荷載部分處理。

2.3系統(tǒng)的邏輯映射層

航電總線激勵(lì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，邏輯映射層也是重要組成。其主要功能是將系統(tǒng)中的物理資源模塊和業(yè)務(wù)邏輯模塊隔離開，同時(shí)還提供著統(tǒng)一的收發(fā)接口，確保上層功能能夠充分實(shí)現(xiàn)。物理資源層會(huì)將相關(guān)總線數(shù)據(jù)信息接收，而邏輯映射層則對(duì)其接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后經(jīng)過統(tǒng)一的收發(fā)接口來傳遞給上層。同時(shí)，邏輯映射層也能夠從上層接收到數(shù)據(jù)信息，然后將通過物理資源層來實(shí)現(xiàn)傳輸。邏輯映射層的另一項(xiàng)功能就是具有映射功能，主要是對(duì)物理通道和邏輯通道進(jìn)行映射。

2.4系統(tǒng)的物理資源層

航電總線激勵(lì)系統(tǒng)層次抽象化模型結(jié)構(gòu)當(dāng)中，物理資源層是最底層的結(jié)構(gòu)，其功能包括接收以及發(fā)送航電總線數(shù)據(jù)，功能模塊即為接收與發(fā)送數(shù)據(jù)信息的硬件平臺(tái)。在大型民用飛機(jī)航電總線激勵(lì)系統(tǒng)當(dāng)中，其數(shù)據(jù)計(jì)算資源主要選擇工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，實(shí)際進(jìn)行操作時(shí)，先在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上插入航電總線的通信板卡，可以為PCI卡或是PCIe卡，然后再將其接入配線架中，連接相關(guān)航電組件，即構(gòu)成了整個(gè)物理資源層架構(gòu)。該系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)施可選擇PXI機(jī)箱，這種機(jī)箱的結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在著多種PXI接口，可直接插入各種類型的航電總線通信板卡，同時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中存在著控制器裝置，將會(huì)作為系統(tǒng)的重要計(jì)算資源。

在整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，還需進(jìn)行集成測(cè)試，主要是對(duì)電氣性能的符合性以及信號(hào)數(shù)據(jù)的符合性開展測(cè)試，判斷系統(tǒng)擴(kuò)展性與通用性是否達(dá)到預(yù)期。

結(jié)論：綜上所述，飛機(jī)航電系統(tǒng)總線激勵(lì)技術(shù)主要是用于仿真驗(yàn)證航電系統(tǒng)的可靠性，確保其設(shè)計(jì)符合要求，而以往的該項(xiàng)技術(shù)針對(duì)不同型號(hào)飛機(jī)都是采用不同系統(tǒng)，因此，本文研究了通用型的大型民用飛機(jī)航電總線激勵(lì)系統(tǒng)，在開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，需先建立抽象層次模型，然后對(duì)不同層次根據(jù)功能需要開展設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬騰達(dá)，樊智勇，王凱.大型民用飛機(jī)航電系統(tǒng)總線激勵(lì)技術(shù)的研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2019，40（08）：125-128.

[2]謝前進(jìn)，張梅梅，汪高峰，王利祥.通用的航電系統(tǒng)總線接口仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].教練機(jī)，2019（02）：49-53.