基于民用飛機航電綜合驗證平臺的架構研究

趙永紅　石磊　譚大維

摘 要

以航電系統技術現狀為背景，從平臺的需求分析、組成架構兩方面出發，并結合國內TA600飛機航電試驗平臺的建設情況，對民用飛機航電綜合驗證平臺的架構進行了剖析。

【關鍵詞】航電系統綜合驗證故障注入

1 引言

隨著電子技術的飛速發展，航電系統的成本在飛機上所占的比重逐步上升，對航電系統設計在安全性、可靠性、維修性、測試性等方面提出的要求也越來越苛刻，僅通過局部改進或優化已難以滿足這種苛刻的要求。

通過航電綜合驗證平臺的引入，全面考核所涉及到航電、非航電眾多專業和系統，并根據各系統、各專業之間相互關聯的特性，設計規范的測試進程，在進行機上地面試驗之前，對航電系統進行大量的試驗、分析、比對，通過多輪從簡至繁的設計、驗證循環迭代，提高設計效率和質量，確保系統的設計完善、最優。

2 航電綜合驗證平臺架構分析

2.1 需求分析

航電系統驗證試驗通常采用增量式集成測試策略，從設備集成測試開始，逐步進行分系統級、系統級、飛機級的集成測試。通過這種增量式集成測試的策略，使得每一次測試的關注點從設備級的需求逐步轉移到最終的整體性功能需求，使得不同層級的問題在集成測試過程中都能得到充分暴露，確保最終整體系統測試的順利完成。

因此航電綜合驗證平臺應完成以下幾個方面的測試。

（1）靜態測試。對于設備級的驗證試驗，需要參照需求分析和功能描述文檔，按照其中對系統總體及設備的要求，逐條設計激勵-響應式的測試用例，通過靜態測試的方法為待測設備提供激勵信號，觸發其內部的一系列運算、狀態切換或數據傳遞，最后對其響應結果進行采集或測量，并與期望的響應進行比對，以得出測試的結論。

（2）動態測試。對于系統級或者飛機級的試驗，不僅需要全面考核航電系統在實際飛行任務環境下的工作情況，還需要綜合考察航電系統在各類故障模式下的處理方式，因此需要采用動態綜合測試的方法，通過飛行仿真模型及故障注入方式提供試驗所需的參數來實現系統聯試。

（3）自動化測試。為了提高系統測試效率，減低人力和時間成本，在航電綜合驗證平臺內引入自動化測試，使得自動化測試與手工測試完美結合，在測試質量保證的前提下獲得最高效益。

2.2 組成架構

航電綜合驗證平臺通過半物理仿真、全實物聯試兩種測試手段，提供激勵航電LRU工作的環境，重點是驗證航電LRU軟硬件環境的匹配情況、航電LRU間接口的匹配情況、航電與非航電系統間的交聯邏輯關系，考核航電系統的設計符合性。平臺包括綜合仿真系統、故障注入系統、接口管理系統、數據分析系統、測試管理系統、試驗配電系統、實時數據交互系統及其他相關環境。

2.2.1 試驗總控系統

總控系統包括實時數據交互系統、測試管理系統、數據分析系統，是整個驗證平臺的核心，通過集成各類高性能軟件，對試驗平臺進行設定、配置、調度和管理，對試驗任務進行規劃和設定，對試驗過程進行監控，并對試驗結果進行分析。

2.2.1.1 實時數據交互系統

實時數據交互系統是整個航電綜合驗證平臺的中樞，以配置的狀態、數據包等為橋梁，以可視化、易操作的人機界面為手段，按配置的ICD、NCD傳輸周期為條件，實現試驗設備與被測設備的邏輯連接，形成整個試驗平臺的總體調度，完成綜合驗證平臺及航電被測設備之間實時數據的交互和控制，從而實現系統的集成和協作處理，主要完成以下三部分功能：

（1）系統初始化。按照系統試驗需求，在人機操作界面上對整個試驗環境進行配置，主要包括試驗系統構型、試驗任務規劃、航電設備通信數據、飛行環境初始化數據等內容的配置。

（2）人機交互控制。通過人機操作界面，完成上位機軟件與試驗人員之間的數據/指令的交互，顯示必要的運行數據，接收試驗的控制指令，并將指令傳遞給實時調度模塊執行。

（3）試驗實時調度。根據試驗任務規劃，操作多項上位機軟件，啟動多個不同優先級的測試進程，并管理這些測試進程的調度，控制接口通信，為測試任務提供數據，保證各測試任務能按規劃正常啟動、運行和結束。

2.2.1.2 測試管理系統

測試管理系統是以航電系統頂層需求為來源，通過可視化測試腳本的編輯，按需求編寫測試用例，定量的、完整的完成對整個航電系統的測試規劃、管理、運行、記錄及自動生成測試報表，實現有效的、高質量的航電驗證、分析，主要實現以下兩部分功能：

（1）手動測試。測試人員按照一定的操作流程，控制模擬座艙內的各種按鍵、旋鈕等，通過實時數據交互系統與被測系統/設備進行通訊，手動進行測試操作。

（2）自動測試。測試人員通過測試管理系統內的測試編輯器可以重新建立測試內容，也可以修改早期的測試流程，完成新測試腳本的編譯，最終將測試腳本組織成測試任務的形式執行。測試人員只需調用預先制定的測試任務，自動執行測試進程即可。

2.2.1.3 數據分析系統

數據分析系統是以用戶定義的ICD、NCD、過程設計等需求為依據，通過測試用例、仿真模型對航電系統仿真、試驗等過程中的數據進行監視、分析、存儲、回放等處理，完成對航電系統通訊數據的分析與評判，主要包括以下三部分內容：

（1）數據測試分析。主要將仿真、測試過程中的數據按照ICD、NCD中規定的格式進行測試、分析，用于實時的顯示、記錄和分析。

（2）數據采集記錄。主要對試驗數據按照設定的格式進行存儲記錄，如記錄數據的類型、數值、記錄條件、起始和終止時間等，可以用于系統/設備的回歸測試等。

（3）數據統一時標。主要對試驗過程中數據的通訊或記錄采用統一的時間軸，以保證對各類相關試驗數據進行分析時的合理性。endprint

（4）數據回放查看。主要是針對存儲的歷史試驗數據，根據試驗情況有選擇的對其進行解析、顯示，輔助試驗人員進行事后分析。

2.2.2 綜合仿真系統

綜合仿真系統為航電綜合驗證平臺提供一個通用的模擬環境，其中既可以運行各子系統/設備的機載軟件，也可以通過擴展的接口程序運行仿真模型，包括以下兩部分內容：

（1）航電系統的數字仿真。主要包括航電系統各分系統/設備的機載軟件或仿真模型（包括系統/設備內部的綜合處理邏輯、數據傳輸接口等內容的仿真）；

（2）航電系統的環境仿真。主要包括支持航電系統工作的環境仿真軟件（如：飛機的運動仿真；發動機、飛行控制、燃油等非航電系統的仿真；大氣、地形、導航臺等物理環境的仿真；視景仿真等）。

2.2.3 接口管理系統

接口管理系統主要為航電系統綜合驗證平臺提供航電接口支持。通過接口管理系統可以使將各模擬系統、外圍仿真器、待測設備等按設計要求進行交聯，從而構建一個半實物、實物的或多系統聯合的綜合驗證平臺，主要包括以下四部分內容：

（1）配線矩陣。通過被測系統配線矩陣的控制，可實現被測系統仿真模型與真實設備之間的切換，從而決定整個平臺的構型，實現航電系統從數字仿真到半實物仿真的平滑過渡。

（2）數據I/O接口。通過被測系統的數據I/O接口，為航電系統的仿真模型提供數據交互的硬件接口資源和中間服務，完成航電系統半實物仿真，并支持航電系統的開環測試和接口數據采集。

（3）測試接口。通過被測系統的測試口，接入第三方測試工具，可實現被測設備通信數據的監視及故障狀態的注入，完成整個航電系統某些重要設備通信數據的測試。

（4）對外交聯接口。通過平臺對外交聯接口，實現航電綜合驗證平臺與其他系統完成數據交互，輔助完成飛機級的交聯試驗。

2.2.4 故障注入系統

故障注入系統為航電綜合驗證平臺各待測設備提供任意的軟性和硬性的故障注入，檢測航電系統在預期故障狀態下的處理情況，驗證整個航電系統的健壯性、可靠性、安全性，其中：

（1）軟性故障注入。上位機軟件模擬實際系統中可能產生的故障現象，通過實時數據交互系統，間接的與接口管理系統交聯，使故障模擬信號與仿真模型/待測設備的輸入信號進行疊加。

（2）硬件故障注入。外圍測試工具對某些通信鏈路提供多種故障信號，直接與接口管理系統交聯，使故障輸入信號與仿真模型/待測設備的輸入信號進行疊加。

2.2.5 試驗配電系統

試驗配電系統負責為整個航電試驗中參試的真件設備、試驗設備提供統一的電源支持，并實現對配電系統的模擬和電源管理（如進行電源的通斷控制）等。

為便于試驗操作，航電綜合驗證平臺提供硬件操作和軟件控制兩種方式，實現配電系統的本地或遠程的電源管理。

2.2.6 其他輔助系統

由于在地面綜合驗證試驗階段，要求航電綜合驗證平臺能夠逼真的模擬被測設備的飛行環境，并且能夠實時的接收其他系統的數據輸入，同時在將這些內容經過綜合處理后，輸出被測設備所需的激勵信息，來驅動被測設備工作。

為滿足試驗對環境仿真的要求，可以增強綜合仿真系統環境仿真部分的功能，集成所有飛機運動狀態、物理環境、非航電等方面的仿真；或者通過接口管理系統接入其他輔助系統，采用相對獨立的環境仿真系統（如：視景系統、激勵系統等），來實現航電系統自動的、實時的、全面的閉環測試。

3 工程應用

3.1 試驗室簡介

TA600飛機的航電系統綜合驗證平臺是在仿真的基礎上，通過仿真件與真件的切換逐步完成兩大飛機級功能性試驗：航電系統試驗、航電系統與非航電系統的MINI-RIG聯試。綜合驗證平臺主要由主控臺、模擬座艙、綜合機柜組成，其效果如圖1所示。

3.2 驗證平臺組成

3.2.1 主控臺

主控臺采用開放式控制平臺，用于部署工作站和上位機應用軟件供試驗人員使用。上位機軟件用于試驗資源的統一管理，包括：試驗總控系統、綜合仿真系統、接口管理系統、故障注入系統、試驗配電系統相關的試驗資源。在試驗開始前，通過應用軟件對整個試驗環境進行配置，并向各試驗設備發送控制指令，設置試驗參數；在試驗過程中，對試驗進程進行控制，并對個模型的運行情況和設備間的接口數據進行監控，同時支持故障注入或靜態測試等試驗；在試驗完成后，對試驗過程中產生的數據進行統一存儲和管理。

主控臺上安裝的試驗軟件主要包括：ICD開發與管理工具；硬線連接管理軟件；試驗健康監控管理軟件；自動化測試軟件；航電仿真管理軟件；綜合配線/配電管理軟件；IO資源配置與數據激勵軟件；試驗數據采集監控管理軟件。

3.2.3 模擬座艙

模擬座艙由模擬座艙平臺、模擬座艙臺架、遮光罩、左右操縱臺、中央操縱臺、頂部控制板、頂部控制板安裝架、駕駛艙操縱組件、多功能顯示器、告警指示組件、相關控制面板、指示記錄分系統控制盒、導航監視分系統控制盒、通信分系統控制盒、滅火控制組件、駕駛員座椅、機械師座椅和萬向機械臂等組成，如圖2所示。

模擬座艙中的操縱系統和模擬件等通過I/O 計算機與飛行仿真系統進行鉸接，航電系統、頂部控制板等真件直接與飛行仿真系統交聯，完成航電驗證試驗平臺中各系統的交互通訊。

3.2.3 綜合機柜組

（1）服務器機柜：主要包括仿真服務器和數據服務器兩大部分。仿真服務器提供航電仿真環境和飛行仿真環境，各仿真模型之間通過數據網絡實現數據的共享和傳遞，同時通過數據網絡與I/O接口資源進行雙向數據傳輸以實現仿真模型與參試設備的半物理仿真。數據服務器能夠將I/O接口采集的數據連同時鐘同步信息進行保存。

（2）I/O接口柜：在試驗臺與真件設備間搭建橋梁，為仿真模型提供硬件接口資源，實現仿真模型與真件設備的互聯，支持半物理航電系統的開環測試和接口數據采集。

（3）綜合配線柜：可同時接入所有待測設備與相應的仿真模型，通過對信號的程控切換完成試驗構型的靈活管理，實現真件設備與仿真模型之間的配線切換和信號交聯，并對交聯信號提供采集和測試接口。

（4）電源管理柜：為參試的真件設備提供電源與電流監控。

（5）其他機柜：包括無線電設備激勵柜、非航電系統MINI-RIG、航電設備柜。

4 總結

航電綜合驗證平臺為航電系統提供按系統需求或設計內容制定的測試驗證，逐步完成從設計、仿真到地面聯試的測試與分析，實現航電系統開發各個階段的無縫連接。平臺的應用將會大大提高綜合開發的效率和質量，縮短型號研制周期，同時大幅度提高飛機的安全性、先進性，為我國民用飛機的發展提供有利的平臺和條件。

參考文獻

[1]飛機設計手冊.第17分冊[M].北京：航空工業出版社，2001.

[2]新航空概論[M].北京：航空工業出版社，2010.

[3]莫伊爾等著.范秋麗等譯.民用航空電子系統[M].北京：航空工業出版社，2009.

[4]王行仁.飛行實時仿真系統及技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，1998.

[5]曹全新.航空電子綜合仿真系統研究[J].測控技術，2007.

作者簡介

趙永紅，女，現為中航通飛研究院有限公司主管設計師、工程師，研究方向為航空電子系統。

石磊，男，現為中航通飛研究院有限公司航電研究室副主任、工程師，研究方向為航空電子系統。

譚大維，男，現為中航通飛研究院有限公司主管設計師、工程師，研究方向為飛行器設計。

作者單位

中航通飛研究院有限公司 廣東省珠海市 519040endprint

（4）數據回放查看。主要是針對存儲的歷史試驗數據，根據試驗情況有選擇的對其進行解析、顯示，輔助試驗人員進行事后分析。

2.2.2 綜合仿真系統

綜合仿真系統為航電綜合驗證平臺提供一個通用的模擬環境，其中既可以運行各子系統/設備的機載軟件，也可以通過擴展的接口程序運行仿真模型，包括以下兩部分內容：

（1）航電系統的數字仿真。主要包括航電系統各分系統/設備的機載軟件或仿真模型（包括系統/設備內部的綜合處理邏輯、數據傳輸接口等內容的仿真）；

（2）航電系統的環境仿真。主要包括支持航電系統工作的環境仿真軟件（如：飛機的運動仿真；發動機、飛行控制、燃油等非航電系統的仿真；大氣、地形、導航臺等物理環境的仿真；視景仿真等）。

2.2.3 接口管理系統

接口管理系統主要為航電系統綜合驗證平臺提供航電接口支持。通過接口管理系統可以使將各模擬系統、外圍仿真器、待測設備等按設計要求進行交聯，從而構建一個半實物、實物的或多系統聯合的綜合驗證平臺，主要包括以下四部分內容：

（1）配線矩陣。通過被測系統配線矩陣的控制，可實現被測系統仿真模型與真實設備之間的切換，從而決定整個平臺的構型，實現航電系統從數字仿真到半實物仿真的平滑過渡。

（2）數據I/O接口。通過被測系統的數據I/O接口，為航電系統的仿真模型提供數據交互的硬件接口資源和中間服務，完成航電系統半實物仿真，并支持航電系統的開環測試和接口數據采集。

（3）測試接口。通過被測系統的測試口，接入第三方測試工具，可實現被測設備通信數據的監視及故障狀態的注入，完成整個航電系統某些重要設備通信數據的測試。

（4）對外交聯接口。通過平臺對外交聯接口，實現航電綜合驗證平臺與其他系統完成數據交互，輔助完成飛機級的交聯試驗。

2.2.4 故障注入系統

故障注入系統為航電綜合驗證平臺各待測設備提供任意的軟性和硬性的故障注入，檢測航電系統在預期故障狀態下的處理情況，驗證整個航電系統的健壯性、可靠性、安全性，其中：

（1）軟性故障注入。上位機軟件模擬實際系統中可能產生的故障現象，通過實時數據交互系統，間接的與接口管理系統交聯，使故障模擬信號與仿真模型/待測設備的輸入信號進行疊加。

（2）硬件故障注入。外圍測試工具對某些通信鏈路提供多種故障信號，直接與接口管理系統交聯，使故障輸入信號與仿真模型/待測設備的輸入信號進行疊加。

2.2.5 試驗配電系統

試驗配電系統負責為整個航電試驗中參試的真件設備、試驗設備提供統一的電源支持，并實現對配電系統的模擬和電源管理（如進行電源的通斷控制）等。

為便于試驗操作，航電綜合驗證平臺提供硬件操作和軟件控制兩種方式，實現配電系統的本地或遠程的電源管理。

2.2.6 其他輔助系統

由于在地面綜合驗證試驗階段，要求航電綜合驗證平臺能夠逼真的模擬被測設備的飛行環境，并且能夠實時的接收其他系統的數據輸入，同時在將這些內容經過綜合處理后，輸出被測設備所需的激勵信息，來驅動被測設備工作。

為滿足試驗對環境仿真的要求，可以增強綜合仿真系統環境仿真部分的功能，集成所有飛機運動狀態、物理環境、非航電等方面的仿真；或者通過接口管理系統接入其他輔助系統，采用相對獨立的環境仿真系統（如：視景系統、激勵系統等），來實現航電系統自動的、實時的、全面的閉環測試。

3 工程應用

3.1 試驗室簡介

TA600飛機的航電系統綜合驗證平臺是在仿真的基礎上，通過仿真件與真件的切換逐步完成兩大飛機級功能性試驗：航電系統試驗、航電系統與非航電系統的MINI-RIG聯試。綜合驗證平臺主要由主控臺、模擬座艙、綜合機柜組成，其效果如圖1所示。

3.2 驗證平臺組成

3.2.1 主控臺

主控臺采用開放式控制平臺，用于部署工作站和上位機應用軟件供試驗人員使用。上位機軟件用于試驗資源的統一管理，包括：試驗總控系統、綜合仿真系統、接口管理系統、故障注入系統、試驗配電系統相關的試驗資源。在試驗開始前，通過應用軟件對整個試驗環境進行配置，并向各試驗設備發送控制指令，設置試驗參數；在試驗過程中，對試驗進程進行控制，并對個模型的運行情況和設備間的接口數據進行監控，同時支持故障注入或靜態測試等試驗；在試驗完成后，對試驗過程中產生的數據進行統一存儲和管理。

主控臺上安裝的試驗軟件主要包括：ICD開發與管理工具；硬線連接管理軟件；試驗健康監控管理軟件；自動化測試軟件；航電仿真管理軟件；綜合配線/配電管理軟件；IO資源配置與數據激勵軟件；試驗數據采集監控管理軟件。

3.2.3 模擬座艙

模擬座艙由模擬座艙平臺、模擬座艙臺架、遮光罩、左右操縱臺、中央操縱臺、頂部控制板、頂部控制板安裝架、駕駛艙操縱組件、多功能顯示器、告警指示組件、相關控制面板、指示記錄分系統控制盒、導航監視分系統控制盒、通信分系統控制盒、滅火控制組件、駕駛員座椅、機械師座椅和萬向機械臂等組成，如圖2所示。

模擬座艙中的操縱系統和模擬件等通過I/O 計算機與飛行仿真系統進行鉸接，航電系統、頂部控制板等真件直接與飛行仿真系統交聯，完成航電驗證試驗平臺中各系統的交互通訊。

3.2.3 綜合機柜組

（1）服務器機柜：主要包括仿真服務器和數據服務器兩大部分。仿真服務器提供航電仿真環境和飛行仿真環境，各仿真模型之間通過數據網絡實現數據的共享和傳遞，同時通過數據網絡與I/O接口資源進行雙向數據傳輸以實現仿真模型與參試設備的半物理仿真。數據服務器能夠將I/O接口采集的數據連同時鐘同步信息進行保存。

（2）I/O接口柜：在試驗臺與真件設備間搭建橋梁，為仿真模型提供硬件接口資源，實現仿真模型與真件設備的互聯，支持半物理航電系統的開環測試和接口數據采集。

（3）綜合配線柜：可同時接入所有待測設備與相應的仿真模型，通過對信號的程控切換完成試驗構型的靈活管理，實現真件設備與仿真模型之間的配線切換和信號交聯，并對交聯信號提供采集和測試接口。

（4）電源管理柜：為參試的真件設備提供電源與電流監控。

（5）其他機柜：包括無線電設備激勵柜、非航電系統MINI-RIG、航電設備柜。

4 總結

航電綜合驗證平臺為航電系統提供按系統需求或設計內容制定的測試驗證，逐步完成從設計、仿真到地面聯試的測試與分析，實現航電系統開發各個階段的無縫連接。平臺的應用將會大大提高綜合開發的效率和質量，縮短型號研制周期，同時大幅度提高飛機的安全性、先進性，為我國民用飛機的發展提供有利的平臺和條件。

參考文獻

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[2]新航空概論[M].北京：航空工業出版社，2010.

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[4]王行仁.飛行實時仿真系統及技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，1998.

[5]曹全新.航空電子綜合仿真系統研究[J].測控技術，2007.

作者簡介

趙永紅，女，現為中航通飛研究院有限公司主管設計師、工程師，研究方向為航空電子系統。

石磊，男，現為中航通飛研究院有限公司航電研究室副主任、工程師，研究方向為航空電子系統。

譚大維，男，現為中航通飛研究院有限公司主管設計師、工程師，研究方向為飛行器設計。

作者單位

中航通飛研究院有限公司 廣東省珠海市 519040endprint

（4）數據回放查看。主要是針對存儲的歷史試驗數據，根據試驗情況有選擇的對其進行解析、顯示，輔助試驗人員進行事后分析。

2.2.2 綜合仿真系統

綜合仿真系統為航電綜合驗證平臺提供一個通用的模擬環境，其中既可以運行各子系統/設備的機載軟件，也可以通過擴展的接口程序運行仿真模型，包括以下兩部分內容：

（1）航電系統的數字仿真。主要包括航電系統各分系統/設備的機載軟件或仿真模型（包括系統/設備內部的綜合處理邏輯、數據傳輸接口等內容的仿真）；

（2）航電系統的環境仿真。主要包括支持航電系統工作的環境仿真軟件（如：飛機的運動仿真；發動機、飛行控制、燃油等非航電系統的仿真；大氣、地形、導航臺等物理環境的仿真；視景仿真等）。

2.2.3 接口管理系統

接口管理系統主要為航電系統綜合驗證平臺提供航電接口支持。通過接口管理系統可以使將各模擬系統、外圍仿真器、待測設備等按設計要求進行交聯，從而構建一個半實物、實物的或多系統聯合的綜合驗證平臺，主要包括以下四部分內容：

（1）配線矩陣。通過被測系統配線矩陣的控制，可實現被測系統仿真模型與真實設備之間的切換，從而決定整個平臺的構型，實現航電系統從數字仿真到半實物仿真的平滑過渡。

（2）數據I/O接口。通過被測系統的數據I/O接口，為航電系統的仿真模型提供數據交互的硬件接口資源和中間服務，完成航電系統半實物仿真，并支持航電系統的開環測試和接口數據采集。

（3）測試接口。通過被測系統的測試口，接入第三方測試工具，可實現被測設備通信數據的監視及故障狀態的注入，完成整個航電系統某些重要設備通信數據的測試。

（4）對外交聯接口。通過平臺對外交聯接口，實現航電綜合驗證平臺與其他系統完成數據交互，輔助完成飛機級的交聯試驗。

2.2.4 故障注入系統

故障注入系統為航電綜合驗證平臺各待測設備提供任意的軟性和硬性的故障注入，檢測航電系統在預期故障狀態下的處理情況，驗證整個航電系統的健壯性、可靠性、安全性，其中：

（1）軟性故障注入。上位機軟件模擬實際系統中可能產生的故障現象，通過實時數據交互系統，間接的與接口管理系統交聯，使故障模擬信號與仿真模型/待測設備的輸入信號進行疊加。

（2）硬件故障注入。外圍測試工具對某些通信鏈路提供多種故障信號，直接與接口管理系統交聯，使故障輸入信號與仿真模型/待測設備的輸入信號進行疊加。

2.2.5 試驗配電系統

試驗配電系統負責為整個航電試驗中參試的真件設備、試驗設備提供統一的電源支持，并實現對配電系統的模擬和電源管理（如進行電源的通斷控制）等。

為便于試驗操作，航電綜合驗證平臺提供硬件操作和軟件控制兩種方式，實現配電系統的本地或遠程的電源管理。

2.2.6 其他輔助系統

由于在地面綜合驗證試驗階段，要求航電綜合驗證平臺能夠逼真的模擬被測設備的飛行環境，并且能夠實時的接收其他系統的數據輸入，同時在將這些內容經過綜合處理后，輸出被測設備所需的激勵信息，來驅動被測設備工作。

為滿足試驗對環境仿真的要求，可以增強綜合仿真系統環境仿真部分的功能，集成所有飛機運動狀態、物理環境、非航電等方面的仿真；或者通過接口管理系統接入其他輔助系統，采用相對獨立的環境仿真系統（如：視景系統、激勵系統等），來實現航電系統自動的、實時的、全面的閉環測試。

3 工程應用

3.1 試驗室簡介

TA600飛機的航電系統綜合驗證平臺是在仿真的基礎上，通過仿真件與真件的切換逐步完成兩大飛機級功能性試驗：航電系統試驗、航電系統與非航電系統的MINI-RIG聯試。綜合驗證平臺主要由主控臺、模擬座艙、綜合機柜組成，其效果如圖1所示。

3.2 驗證平臺組成

3.2.1 主控臺

主控臺采用開放式控制平臺，用于部署工作站和上位機應用軟件供試驗人員使用。上位機軟件用于試驗資源的統一管理，包括：試驗總控系統、綜合仿真系統、接口管理系統、故障注入系統、試驗配電系統相關的試驗資源。在試驗開始前，通過應用軟件對整個試驗環境進行配置，并向各試驗設備發送控制指令，設置試驗參數；在試驗過程中，對試驗進程進行控制，并對個模型的運行情況和設備間的接口數據進行監控，同時支持故障注入或靜態測試等試驗；在試驗完成后，對試驗過程中產生的數據進行統一存儲和管理。

主控臺上安裝的試驗軟件主要包括：ICD開發與管理工具；硬線連接管理軟件；試驗健康監控管理軟件；自動化測試軟件；航電仿真管理軟件；綜合配線/配電管理軟件；IO資源配置與數據激勵軟件；試驗數據采集監控管理軟件。

3.2.3 模擬座艙

模擬座艙由模擬座艙平臺、模擬座艙臺架、遮光罩、左右操縱臺、中央操縱臺、頂部控制板、頂部控制板安裝架、駕駛艙操縱組件、多功能顯示器、告警指示組件、相關控制面板、指示記錄分系統控制盒、導航監視分系統控制盒、通信分系統控制盒、滅火控制組件、駕駛員座椅、機械師座椅和萬向機械臂等組成，如圖2所示。

模擬座艙中的操縱系統和模擬件等通過I/O 計算機與飛行仿真系統進行鉸接，航電系統、頂部控制板等真件直接與飛行仿真系統交聯，完成航電驗證試驗平臺中各系統的交互通訊。

3.2.3 綜合機柜組

（1）服務器機柜：主要包括仿真服務器和數據服務器兩大部分。仿真服務器提供航電仿真環境和飛行仿真環境，各仿真模型之間通過數據網絡實現數據的共享和傳遞，同時通過數據網絡與I/O接口資源進行雙向數據傳輸以實現仿真模型與參試設備的半物理仿真。數據服務器能夠將I/O接口采集的數據連同時鐘同步信息進行保存。

（2）I/O接口柜：在試驗臺與真件設備間搭建橋梁，為仿真模型提供硬件接口資源，實現仿真模型與真件設備的互聯，支持半物理航電系統的開環測試和接口數據采集。

（3）綜合配線柜：可同時接入所有待測設備與相應的仿真模型，通過對信號的程控切換完成試驗構型的靈活管理，實現真件設備與仿真模型之間的配線切換和信號交聯，并對交聯信號提供采集和測試接口。

（4）電源管理柜：為參試的真件設備提供電源與電流監控。

（5）其他機柜：包括無線電設備激勵柜、非航電系統MINI-RIG、航電設備柜。

4 總結

航電綜合驗證平臺為航電系統提供按系統需求或設計內容制定的測試驗證，逐步完成從設計、仿真到地面聯試的測試與分析，實現航電系統開發各個階段的無縫連接。平臺的應用將會大大提高綜合開發的效率和質量，縮短型號研制周期，同時大幅度提高飛機的安全性、先進性，為我國民用飛機的發展提供有利的平臺和條件。

參考文獻

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[5]曹全新.航空電子綜合仿真系統研究[J].測控技術，2007.

作者簡介

趙永紅，女，現為中航通飛研究院有限公司主管設計師、工程師，研究方向為航空電子系統。

石磊，男，現為中航通飛研究院有限公司航電研究室副主任、工程師，研究方向為航空電子系統。

譚大維，男，現為中航通飛研究院有限公司主管設計師、工程師，研究方向為飛行器設計。

作者單位

中航通飛研究院有限公司 廣東省珠海市 519040endprint