一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统技术方案

本发明专利技术是一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统，包括主控测试台、便携式测控箱、飞行控制计算机、仿真计算机和接口机。主控测试台提供人机交互界面，发送测试命令给飞行控制计算机；便携式测控箱将测试命令信号进行隔离转接后输出给飞行控制计算机，实现飞行控制计算机供电、模拟量采集的输出和开关量信号的输入输出通道；飞行控制计算机进行分系统的测试与控制，进行飞行控制算法解算，生成舵偏控制量；仿真计算机模拟飞行器，进行模型实时解算；接口机进行数据融合和发送。本发明专利技术系统能够完成全系统半实物测试，实现总线信息全面监控，数据实时存储显示，获取飞行过程中可能出现的状况，提前进行排查，为飞行试验顺利进行奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统
本专利技术属于地面半实物仿真测试
，具体涉及一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统。
技术介绍
固液动力飞行器是一种新型的、采用固液动力发动机作为动力装置的、具有推力可调、可多次启动等特点的飞行器。相较于固体动力发动机可实现推力调节、长时间工作、多次启动，并且燃烧产物不污染环境，相较于液体动力发动机，其结构简单、操作方便、成本低廉。因此，在新一代飞行器动力系统研制中，固液动力发动机都具有较大的优势。固液动力飞行器在进行飞行试验之前，必须做好飞行器各个系统的性能与安全性地测试，特别是飞行控制系统的半实物仿真测试，提前进行系统性能验证以及故障排查，为飞行试验的顺利进行奠定基础。飞行控制计算机程序由底层函数开发和C语言开发，缺乏友好的交互界面，它与组合导航系统、舵系统和电气系统的交互存在黑箱效应，操作人员不能直观地获取实时的反馈结果，且反馈结果无法记录。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，考虑到固液动力飞行器的特点，提出了一种422总线的固液动力飞行器地面飞行控制测试系统，完成对飞行器控制系统的各分系统的测试，以及对弹上设备状态数据进行监控、采集和记录。本专利技术提供的一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统，包括主控测试台、便携式测控箱、飞行控制计算机、仿真计算机和接口机。主控测试台包括人机交互界面和第一422网络节点。便携式测控箱包括交流电源接口、测控箱电源开关、开关电源、直流电源、信号隔离转接器、电流显示表、电压显示表、航空插头、继电器、信号指示灯和测控线缆。仿真计算机包括仿真界面和第一光纤板卡。接口机包括第二422网络节点、第二光纤板卡和接口机显示界面。主控测试台通过第一422网络节点的一路422串口连接便携式测控箱，便携式测控箱通过测控线缆连接飞行控制计算机。仿真计算机通过光纤连接接口机，接口机通过第二422网络节点连接飞行控制计算机。主控测试台通过第一422网络节点发送测试命令和接收测试命令执行的反馈信息；主控测试台发送的测试命令包括通信串口测试、固液发动机压力采集测试、发动机时序测试、组合导航测试、舵系统测试和整体飞行控制算法测试。便携式测控箱将主控测试台发送来的测试命令信号进行隔离转接后输出给飞行控制计算机，并实现飞行控制计算机供电、模拟量采集的输出和开关量信号的输入输出通道功能。飞行控制计算机根据主控测试台发来的测试命令，进行飞行控制分系统的测试与控制，并实时将测试命令执行的反馈信息发送给主控测试台，在飞行阶段进行飞行控制算法的解算，生成舵偏控制量。仿真计算机通过仿真界面与后台六自由度模型方程程序模拟飞行器，进行模型实时解算，并将飞行状态信息通过第一光纤板卡下发给接口机。所述的接口机实现的功能为：通过第二422网络节点接收组合导航静态测量飞行状态信息，与仿真计算机下发的飞行状态信息进行数据融合并转发给飞行控制计算机；接收飞行控制计算机下发的舵偏控制量并进行解算，生成仿真计算机所需的舵数据格式，通过第二光纤板卡回传到仿真计算机，形成仿真控制回路；完成飞行状态的图形实时显示与数据存储。所述的仿真计算机实现的功能包括：三通道控制参数设置，飞控特征参数设置，系统初始化，模式选择，偏差加载和仿真控制。所述的422网络节点均采用MOXA的CP-134U-I/DB9M多串口板卡；所述的光纤板卡均选用HY-FB2125G-PCI光纤板卡。本专利技术的422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统，通过主控测试界面和仿真计算机完成测试功能，相对于现有技术，本专利技术的优点和积极效果在于：1.本专利技术的飞行控制测试系统，通过选择合理的硬件设备，编写人机交互界面，开发了一套集测试与控制于一体、便携性好的固液动力飞行器地面飞行控制测控系统；2.本专利技术将主控计算机的人机交互界面作为飞行控制计算机与其他飞控分系统的命令控制与状态显示界面，弥补飞行控制计算机软件交互性不足；通过操作主控计算机的人机交互界面，达到直接操作飞行控制计算机与组合导航系统、舵系统的友好交互；3.本专利技术的飞行控制测试系统既具备飞行控制分系统的测试功能，又可以进行整体系统的测试验证；4.本专利技术的仿真计算机进行多工况飞行状态、多飞行偏差项加载，实时解算飞行器模型，定周期下发飞行状态信息，验证飞行控制算法的鲁棒性；5.本专利技术将整个测试过程中的通信数据进行存储、重要图形进行实时显示，便于测试状态的直观判断和测试后故障的针对性分析；6.本专利技术的固液发动机时序测试项从计时开始时弹出计时器，记录逝去的时间，直到指定时间对发动机相应阀门下发命令，获取阀门命令执行反馈结果后，计时器停止计时，并保持当前的时间，时间显示精度为毫秒。查看计时器的时间，就能测试出发动机阀门动作时序，确保时序的精确性。附图说明图1是本专利技术422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统的结构分布图；图2是本专利技术422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统的主控交互界面示意图；图3是本专利技术飞行控制测试系统中便携式测控箱中各组成部分的连接示意图；图4是本专利技术422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统仿真计算机交互界面图；图5是本专利技术的飞行控制测试系统进行测试的操作流程图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的说明。本专利技术提出的一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统，如图1所示，该飞行控制测试系统包括主控测试台101、便携式测控箱201、飞行控制计算机301、仿真计算机401和接口机501。如图1所示，所述的主控测试台101为一主控计算机，包括：人机交互界面102以及第一422网络节点103。如图1和图2所示，所述的便携式测控箱201主要包括交流电源接口202、测控箱电源开关203、开关电源204、直流电源205、信号隔离转接器206、电流显示表207、电压显示表208、航空插头209、继电器210、信号指示灯211和测控线缆212。继电器210有三个，标记为继电器A、继电器B和继电器C。如图1所示，所述的仿真计算机401主要包括仿真界面402和第一光纤板卡403。所述的接口机501主要包括第二422网络节点502、第二光纤板卡503和接口机显示界面504。本专利技术实施例中，第一422网络节点和第二422网络节点均采用MOXA的CP-134U-I/DB9M1转4串口板卡，第一光纤板卡403和第二光纤板卡503均选用HY-FB2125G-PCI光纤板卡。主控测试台101通过第一422网络节点103的一路422串口连接便携式测控箱201，便携式测控箱201通过测控线缆212连接飞行控制计算机301。仿真计算机401通过光纤连接接口机501，接口机501通过第二422网络节点502连接飞行控制计算机301。所述的主控测试台101通过MOXA的CP-134U-I/DB9M1转4串口板卡103的一路422串口连接便携式测控箱201，经过便携式测控箱201的信号隔离转接器206对主控测试台101发出的测试命令进行信号隔离转接后输入飞行控制计算机301，便携式测控箱201与飞行控制计算机301的智能串行通信口1相连，实现主控测试台101与飞行控制计算机301之间通信线路的连接。人机交互界面102为主控界面，用户通过该界面完成测试命本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统，其特征在于，包括主控测试台、便携式测控箱、飞行控制计算机、仿真计算机和接口机；主控测试台包括人机交互界面和第一422网络节点；便携式测控箱包括交流电源接口、测控箱电源开关、开关电源、直流电源、信号隔离转接器、电流显示表、电压显示表、航空插头、继电器、信号指示灯和测控线缆；仿真计算机包括仿真界面和第一光纤板卡；接口机包括第二422网络节点、第二光纤板卡和接口机显示界面；主控测试台通过第一422网络节点的一路422串口连接便携式测控箱，便携式测控箱通过测控线缆连接飞行控制计算机；仿真计算机通过光纤连接接口机，接口机通过第二422网络节点连接飞行控制计算机；主控测试台通过第一422网络节点发送测试命令和接收测试命令执行的反馈信息，所述的测试命令包括通信串口测试、固液发动机压力采集测试、发动机时序测试、组合导航测试、舵系统测试和整体飞行控制算法测试；便携式测控箱将主控测试台发送来的测试命令信号进行隔离转接后输出给飞行控制计算机，并实现飞行控制计算机供电、模拟量采集的输出和开关量信号的输入输出通道功能；飞行控制计算机根据主控测试台发来的测试命令，进行飞行控制分系统的测试与控制，并实时将测试命令执行的反馈信息发送给主控测试台，在飞行阶段进行飞行控制算法的解算，生成舵偏控制量；仿真计算机模拟飞行器，进行模型实时解算，并将飞行状态信息通过第一光纤板卡下发给接口机；所述的接口机实现的功能为：通过第二422网络节点接收组合导航静态测量的飞行状态信息，与仿真计算机下发的飞行状态信息进行数据融合并转发给飞行控制计算机；接口机接收飞行控制计算机下发的舵偏控制量并进行解算，生成仿真计算机所需的舵数据格式，通过第二光纤板卡回传到仿真计算机，形成仿真控制回路；完成飞行状态的图形实时显示与数据存储；所述的便携式测控箱，其中的交流电源接口、测控箱电源开关和开关电源的输入端顺次相连，便携式测控箱通过交流电源接口获得交流电，经过开关电源得到28V直流电，开关电源与电流显示表、电压显示表连接，显示工作电流和输出电压值，测控箱电源开关为开关电源的输出控制；直流电源为可调电压电源，模拟压力传感器转换后的电压，量程为‑5～+5V；继电器的输出与信号指示灯连接，用来显示继电器的工作状态；航空插头的一端连接信号隔离转接器、继电器、开关电源以及直流电源的输出端，另一端通过测控线缆与飞行控制计算机的两个端口连接。...

【技术特征摘要】
1.一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统，其特征在于，包括主控测试台、便携式测控箱、飞行控制计算机、仿真计算机和接口机；主控测试台包括人机交互界面和第一422网络节点；便携式测控箱包括交流电源接口、测控箱电源开关、开关电源、直流电源、信号隔离转接器、电流显示表、电压显示表、航空插头、继电器、信号指示灯和测控线缆；仿真计算机包括仿真界面和第一光纤板卡；接口机包括第二422网络节点、第二光纤板卡和接口机显示界面；主控测试台通过第一422网络节点的一路422串口连接便携式测控箱，便携式测控箱通过测控线缆连接飞行控制计算机；仿真计算机通过光纤连接接口机，接口机通过第二422网络节点连接飞行控制计算机；主控测试台通过第一422网络节点发送测试命令和接收测试命令执行的反馈信息，所述的测试命令包括通信串口测试、固液发动机压力采集测试、发动机时序测试、组合导航测试、舵系统测试和整体飞行控制算法测试；便携式测控箱将主控测试台发送来的测试命令信号进行隔离转接后输出给飞行控制计算机，并实现飞行控制计算机供电、模拟量采集的输出和开关量信号的输入输出通道功能；飞行控制计算机根据主控测试台发来的测试命令，进行飞行控制分系统的测试与控制，并实时将测试命令执行的反馈信息发送给主控测试台，在飞行阶段进行飞行控制算法的解算，生成舵偏控制量；仿真计算机模拟飞行器，进行模型实时解算，并将飞行状态信息通过第一光纤板卡下发给接口机；所述的接口机实现的功能为：通过第二422网络节点接收组合导航静态测量的飞行状态信息，与仿真计算机下发的飞行状态信息进行数据融合并转发给飞行控制计算机；接口机接收飞行控制计算机下发的舵偏控制量并进行解算，生成仿真计算机所需的舵数据格式，通过第二光纤板卡回传到仿真计算机，形成仿真控制回路；完成飞行状态的图形实时显示与数据存储；所述的便携式测控箱，其中的交流电源接口、测控箱电源开关和开关电源的输入端顺次相连，便携式测控箱通过交流电源接口获得交流电，经过开关电源得到28V直流电，开关电源与电流显示表、电压显示表连接，显示工作电流和输出电压值，测控箱电源开关为开关电源的输出控制；直流电源为可调电压电源，模拟压力传感器转换后的电压，量程为-5～+5V；继电器的输出与信号指示灯连接，用来显示继电器的工作状态；航空插头的一端连接信号隔离转接器、继电器、开关电源以及直流电源的输出端，另一端通过测控线缆与飞行控制计算机的两个端口连接。2.根据权利要求1所述的一种422总线的固液动力飞行器飞行控制测试系统，其特征在于，所述的主控测试台，对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋佳，蔡国飙，王鹏，李小川，王伦，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11