中高级教练机机务模拟训练系统研究.pdf

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1、中高级教练机机务模拟训练系统研究ResearchoftheSeniorTrainerSimulationTrainingSystemforAviationMaintenanceTechnician■尹大伟王宏伟王俊生孙鹏／空军航空大学摘要：从教8型飞机模拟器的研制出发，讨论了其软硬件平台的构建方式．分析了模拟训练科目规划．阐述了开发理念及技术实现手段，探索了现代机务模拟训练系统的设计方向。关键词：中高级教练机：模拟器；虚拟仪器Keywords：mediumandadvancedtrainingplane；simulator；

2、virtualinstrument0引言我国中高级教练机的更新与改进速度日益提高。由服役长达几十年的歼教五、歼教六等老旧机型转为目前大量装备部队的教8飞机，再至更为先进的。山鹰”教练机，极大地提高了飞行训练的水平。但随着新型教练机科技含量、制造成本的增加，维护人员传统的培训方式受到了严峻的挑战。因此，创建符合科学发展的训练模式、保障模式和管理模式，开发高效智能的中高级教练机地面模拟器，成为该类人员新型培训体制的首选。基于此，运用现代科学设计理念，开发了集虚拟化、模块化、网络化为一体的教8飞机机务模拟训练系统。1硬件架构该机务

3、模拟训练系统由硬件平台及软件设计两部分构成。硬件平台包括模拟器座舱，分布于座舱内的CAN总线采集系统、USB471l采集板卡、信号调理电路、各类电门与信号灯，仿真油门手柄，以及两台工控计算机。1．1座舱设计该系统采用模拟座舱，主要包括教员控制台、前舱和后舱。对前后座舱进行l：l真实仿制，为方便运输、安装，前后座舱采用分体式设计。可分可合。76I然褫嬲熙舱内有前面板仪表图形显示器、左右操纵台和相关仪表、指示灯、开关，按钮、旋钮等设备，如图l所示。驱动板，从而驱动信号灯和数码管的亮灭。电路设计示意简图如图2所示。2软件设计本系统

4、开关量、显示量达数百个之多，模拟器工作时有大量指令、数据的流通，为保证指令、数据的顺畅交互执行，以及快速实现复杂训练任务的程序编写，采用了双平台软件开发模式。针对大容量数据指令传输特点，以图1模拟训练系统外观图c805lf060单片机为底层控制平台，负1．2电路设计责指挥CAN总线与计算机的信号交互座舱内分布的开关电f-]l信号灯数据通信，调度模拟量、开关量的采集与传量、油门／仪表模拟量的采集和控制，是送，针对该机实际维护训练中多为并行通过主控计算机利用USB471l采集卡、执行任务、操作过程复杂的特点，选用CANl680总

5、线通信卡、数据量输入输出虚拟仪器技术，以美国NI公司的LabviewI／O板、A／D模数转换板和D／A数模转换软件为顶层控制平台，搭配Flash、板实现。例如，油门手柄、脚蹬，刹车3Dmax、office2003等辅助软件完成模拟手柄、可调旋钮等连接着电位计(位移训练任务的程序设计与实现。传感器)，通过位置变化控制电位计的2．1虚拟仪器移动，再通过采集板卡传输给计算机#传统仪器的主要功能模块都是以电门、按钮和驾驶杆的移动产生0或5V的I／O电平信号，形成输入开关量输送给I／O采集板，再通过数据总线传输给计算机；总线通信卡接受

6、计算机发出的控制指令后，将控制信号传输给D／A图2模拟器采集传输电路设计示意简图硬件(或固化的软件)的形式存在的，而虚拟仪器是具有仪器功能的软硬件组合体。利用计算机系统的强大功能和突出的性能价格比，结合相应的硬件，研制出的自动检测设备在数据处理、显示、传送、存储等方面比原检测仪器有显著提高。虚拟仪器系统的功能可根据软件模块的功能及其不同组合而灵活配置，因而得以实现并扩充传统仪器的功能。如图3所示。2．2模拟训练科目规捌依照高教机的训练模式，参照模拟器实际开发状况，将本机的地面维护训练科目分类编排如下。1)整机界面按照六大功能

7、模块划分，分别为模拟训练，故障设置、考核评估、录象演示、资料查询与系统检测。这六大功能模块为一级界面显示模块。2)将上述六大模块分别展开，可依次得到各二级界面显示模块。3)由于软件开发程序容量限制及过渡整合难度大等原因，还需对部分二级模块进行再一次细分，从而得到三级界面显示模块。4)本模拟器采用了双座舱设计方式。后舱的科目训练主要是完成辅助任务并控制部分前舱操作任务。5)在规划了各级科目设置情况之后，从实际需要出发，细化部分特殊维护操作内容，如外场综合通电检查、话音告警系统、发动机试车时应急情况处置等。此外，有针对性地开发了

8、几十个故障设置科目。3开发理念与技术实现3．1设计指导思想回顾以往的模拟器开发历程，绝大多数设计者将设计思路定义为与原机一致、够用就行，并且尽量回避了开发难度较大的一些检查工作。以这种思路开发出的模拟器，往往只能满足机械专业、发动机试车等少数应用，且基本没有更高一级的检验评估功能，无法对操