一种舵系统在回路的总线信息提取装置及半实物仿真方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种舵系统在回路的总线信息提取装置及半实物仿真方法，包括工控机、1553B总线采集及光纤传输接口板和配套电缆及光纤，工控机和1553B总线采集及光纤传输接口板共同接入CPCI/PCI总线中，1553B总线采集及光纤传输接口板通过配套电缆将总线信息提取装置以总线监视器的模式接入1553B总线中，1553B总线上连接包括舵系统的若干RT终端和制导机，1553B总线采集及光纤传输接口板通过光纤与仿真系统连接。本发明专利技术通过FPGA传输调度控制模块控制，能够实现1553B总线信息实时快速提取和同步转换并传输到光纤网络，延时小、帧周期稳定，解决现有主从1553B总线接口计算机软件实现数据采集和转发延时大、易导致仿真试验发散的问题。

A device for extracting bus information of rudder system in the loop and the method of hardware in the loop simulation

【技术实现步骤摘要】
一种舵系统在回路的总线信息提取装置及半实物仿真方法
本专利技术涉及一种舵系统在回路的总线信息提取装置及半实物仿真方法，属于半实物仿真

技术介绍
在基于MIL-STD-1553B总线(以下简称1553B总线)的飞行器制导控制系统中，制导计算机(以下简称制导机)是整个飞行系统的控制和管理核心，作为总线系统的BC(BUSController总线控制器)节点，舵系统、惯性导航系统、高度表、导引头等制导机外围设备作为总线系统RT(RemoteTerminal远程终端)或MT(MonitorTerminal监视器终端)节点。在飞行器制导控制系统半实物仿真试验系统中，仿真机作为飞行器实时闭环仿真的主控节点，需要实时采集舵系统的反馈信息，用于实现飞行器运动模型的闭环解算，为制导机、舵系统等硬件在回路的仿真提供飞行器运动模型仿真环境。由于仿真机不属于飞行器1553B总线系统上的RT设备也不是MT设备，无法直接采集舵系统的反馈信息。在开展基于1553B总线结构的舵系统在回路的制导控制系统半实物仿真试验时，通常在一台接口计算机中采用主从1553B总线结构，将舵系统独立于飞行器主总线以外，置于从总线系统中，通过接口计算机实现制导机、舵系统及仿真机之间数据交互处理。实现方法为：在接口计算机配置两块1553B总线接口板，分别作为主总线的一个RT端和从总线的BC端，通过接口计算机软件调度，在从总线中模拟制导机(BC)按照真实通讯周期T与舵系统进行指令与数据交互，在主总线中模拟舵系统(RT)与真实制导机按通讯周期T进行指令与数据交互，同时通过光纤网络向仿真机发送舵反馈信息。与飞行器实际飞行时的通讯时序相比，制导机(BC)﹤－﹥舵系统(RT)的通讯链路，变成了制导机(BC)﹤－﹥接口计算机(模拟舵系统RT)+接口计算机(模拟制导机BC)﹤－﹥舵系统(RT)链路，额外增加了接口计算机环节，由于丢帧、时序错拍等问题以及接口计算机软件处理实时性差等原因，导致制导机与舵系统的通讯延时加大，在恶劣的飞行仿真输入条件下可能会导致飞行器闭环仿真试验发散。对于有多级1553B总线舵系统的飞行器制导控制系统仿真，则需要多台主从1553B总线结构的接口计算机参试，不仅要耗费更多的接口计算机、总线线缆等仿真资源，而且整个制导控制系统在每套舵系统都额外增加了接口计算机的延时环节，更易导致飞行器闭环仿真试验发散(如图1所示，给出的是两台采用主从1553B总线结构的接口计算机模拟实现两级舵系统闭环仿真试验的方案)，因此主从1553B总线结构的接口计算机实现舵系统在回路中的仿真方法不能完全满足所有条件下闭环仿真要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种基于1553B总线信息快速提取的舵系统在回路的总线信息提取装置及半实物仿真方法。本专利技术的技术解决方案：一种舵系统在回路的总线信息提取装置，包括工控机、1553B总线采集及光纤传输接口板和配套电缆及光纤，工控机和1553B总线采集及光纤传输接口板共同接入CPCI/PCI总线中，1553B总线采集及光纤传输接口板通过配套电缆将总线信息提取装置以总线监视器的模式接入1553B总线中，1553B总线上连接包括舵系统的若干RT终端和制导机，1553B总线采集及光纤传输接口板通过光纤与仿真系统连接；所述的工控机包括电源模块和采集控制模块，电源模块为1553B总线采集及光纤传输接口板提供供电电源，采集控制模块进行总线信息提取装置的信息提取配置，设置所需提取的舵系统RT地址和舵反馈信息的RT子地址，并根据参试1553B总线舵机的数量配置所需监控提取的RT终端数量、RT地址和RT子地址；所述的1553B总线采集及光纤传输接口板包括1553BMT监控模块、光纤网络接口模块和FPGA传输调度控制模块，所述的1553BMT监控模块包括1553B总线MT控制模块，所述的光纤网络接口模块包括FPGA光纤转换控制模块、串行收发器和光纤收发模块；所述的1553B总线MT控制模块根据舵系统在回路的仿真需求，在FPGA传输调度控制模块的控制下，在传输层对数据类型标识位进行判断，将所有BC-RT和RT-BC的通讯数据的实时提取和筛选出来，发送给光纤网络接口模块的FPGA光纤转换控制模块，所述的FPGA光纤转换控制模块在FPGA传输调度控制模块的控制下，将接收的1553B总线数据按照采集控制模块的信息提取配置，将1553B总线数据映射到光纤反射内容网络上，再经过串行收发器、光纤收发模块通过光纤传输给仿真系统。一种舵系统在回路的半实物仿真方法，通过以下步骤实现：第一步，进行信息提取配置，设置所需提取的舵系统RT地址和舵反馈信息的RT子地址；第二步，将制导机以BC模式连接到1553B总线系统中，将包括舵系统、惯性导航系统的制导机外围设备以RT模式连接到1553B总线系统中；第三步，将总线信息提取装置以总线监听器模式接入1553B总线系统中，将总线信息提取装置通过光纤接口连接到仿真机为主控节点的半实物仿真系统的光纤网络中；第四步，当制导机按通讯周期调度舵系统的反馈数据时，总线信息提取装置实时监听并提取到总线系统上的舵反馈信息，同步将该信息转换为光纤数据并传输到光纤网络中供仿真机采集；第五步，半实物仿真。本专利技术与现有技术相比的有益效果：(1)本专利技术通过FPGA传输调度控制模块控制，能够实现1553B总线信息实时快速提取和同步转换并传输到光纤网络，延时小、帧周期稳定，解决现有主从1553B总线接口计算机软件实现数据采集和转发延时大、易导致仿真试验发散的问题；(2)本专利技术能够同时实现多个(不少于5个、不大于31个)RT终端的1553B总线信息实时快速提取和同步转换，效率高，一套装置能够解决多级1553B总线舵系统的飞行器制导控制系统仿真难题，避免多套主从1553B总线接口计算机软件实现数据采集和转发延时大、易导致仿真试验发散的问题以及多套接口机参试等仿真资源耗费的问题；(3)本专利技术能够同时实现多个(不少于5个、不大于31个)RT终端的1553B总线信息实时快速提取和同步转换，延时小、帧周期稳定、效率高、通用性好，能够解决采用1553B总线通讯机制的飞行器RT设备(不限于舵系统)在回路仿真时与仿真机之间进行光纤数据通讯的问题。附图说明图1为现有技术基于主从1553B总线结构的接口计算机方案的舵系统在回路仿真数据提取及转换示意图；图2为基于本专利技术实施例1553B总线信息快速提取的舵系统在回路仿真数据提取及转换示意图；图3为本专利技术1553B总线信息快速提取装置组成及外部连线示意图；图4为本专利技术仿真流程图。具体实施方式下面结合具体实例及附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术如图3所示，提供一种1553B总线信息快速提取装置，包括工控机、1553B总线采集及光纤传输接口板和配套电缆及光纤，工控机和1553B总线采集及光纤传输接口板共同接入CPCI/PCI总线中，1553B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种舵系统在回路的总线信息提取装置，其特征在于：包括工控机、1553B总线采集及光纤传输接口板和配套电缆及光纤，工控机和1553B总线采集及光纤传输接口板共同接入CPCI/PCI总线中，1553B总线采集及光纤传输接口板通过配套电缆将总线信息提取装置以总线监视器的模式接入1553B总线中，1553B总线上连接包括舵系统的若干RT终端和制导机，1553B总线采集及光纤传输接口板通过光纤与仿真系统连接；/n所述的工控机包括电源模块和采集控制模块，电源模块为1553B总线采集及光纤传输接口板提供供电电源，采集控制模块进行总线信息提取装置的信息提取配置，设置所需提取的舵系统RT地址和舵反馈信息的RT子地址，并根据参试1553B总线舵机的数量配置所需监控提取的RT终端数量、RT地址和RT子地址；/n所述的1553B总线采集及光纤传输接口板包括1553B MT监控模块、光纤网络接口模块和FPGA传输调度控制模块，所述的1553B MT监控模块包括1553B总线MT控制模块，所述的光纤网络接口模块包括FPGA光纤转换控制模块、串行收发器和光纤收发模块；/n所述的1553B总线MT控制模块根据舵系统在回路的仿真需求，在FPGA传输调度控制模块的控制下，在传输层对数据类型标识位进行判断，将所有BC-RT和RT-BC的通讯数据的实时提取和筛选出来，发送给光纤网络接口模块的FPGA光纤转换控制模块，所述的FPGA光纤转换控制模块在FPGA传输调度控制模块的控制下，将接收的1553B总线数据按照采集控制模块的信息提取配置，将1553B总线数据映射到光纤反射内容网络上，再经过串行收发器、光纤收发模块通过光纤传输给仿真系统。/n...

【技术特征摘要】
1.一种舵系统在回路的总线信息提取装置，其特征在于：包括工控机、1553B总线采集及光纤传输接口板和配套电缆及光纤，工控机和1553B总线采集及光纤传输接口板共同接入CPCI/PCI总线中，1553B总线采集及光纤传输接口板通过配套电缆将总线信息提取装置以总线监视器的模式接入1553B总线中，1553B总线上连接包括舵系统的若干RT终端和制导机，1553B总线采集及光纤传输接口板通过光纤与仿真系统连接；
所述的工控机包括电源模块和采集控制模块，电源模块为1553B总线采集及光纤传输接口板提供供电电源，采集控制模块进行总线信息提取装置的信息提取配置，设置所需提取的舵系统RT地址和舵反馈信息的RT子地址，并根据参试1553B总线舵机的数量配置所需监控提取的RT终端数量、RT地址和RT子地址；
所述的1553B总线采集及光纤传输接口板包括1553BMT监控模块、光纤网络接口模块和FPGA传输调度控制模块，所述的1553BMT监控模块包括1553B总线MT控制模块，所述的光纤网络接口模块包括FPGA光纤转换控制模块、串行收发器和光纤收发模块；
所述的1553B总线MT控制模块根据舵系统在回路的仿真需求，在FPGA传输调度控制模块的控制下，在传输层对数据类型标识位进行判断，将所有BC-RT和RT-BC的通讯数据的实时提取和筛选出来，发送给光纤网络接口模块的FPGA光纤转换控制模块，所述的FPGA光纤转换控制模块在FPGA传输调度控制模块的控制下，将接收的1553B总线数据按照采集控制模块的信息提取配置，将1553B总线数据映射到光纤反射内容网络上，再经过串行收发器、光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卿，郭卓锋，张闻博，李易洁，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11