通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統研究

白俊峰 馬靜坡 李建俠

[摘? ? 要 ]飛行模擬器接口系統是航空程序科學調節的主要形式。為此，本文結合飛行模擬器接口系統相關理論，著重從數據采集、PCI總線分布等方面，探究通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統實現要點，以達到明晰技術要點，促進當代飛機飛行模擬器結構不斷優化的目的。

[關鍵詞]固定翼飛機;飛機飛行模擬器;系統設計

[中圖分類號]V216.8[文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）08–00–03

Research on Interface System of General Fixed-wing Aircraft Flight Simulator

Bai Jun-feng， Ma Jing-po， Li Jian-xia

[Abstract]Flight simulator interface system is the main form of scientific adjustment of aviation procedures. To this end， this article combines the relevant theories of the flight simulator interface system， focusing on data acquisition， PCI bus distribution， etc.， to explore the implementation points of the general fixed-wing aircraft flight simulator interface system in order to clarify the technical points and promote the structure of contemporary aircraft flight simulators. The purpose of continuous optimization.

[Keywords]fixed-wing aircraft;aircraft flight simulator;system design

飛機飛行模擬器是當代飛行制造中最主要的性能測試探測手段，它具有多樣性、系統化、科學性等特征。為了適應國內飛行行業的發展需求，技術人員除了按照設計圖，做好飛機設計層面的規制與安排，還需要進行程序開發層面的檢測，以實現結合產業發展基本情況，不斷進行測驗系統的持續性更新。

1 飛行模擬器接口系統概述

1.1 飛行模擬器接口系統設計機理

飛行模擬器接口系統是指從計算機與輸入輸出階段接通，與其他計算機系統之間的傳輸渠道。這里所說的輸出輸入渠道，主要是指程序外部通道，它主要包含了模擬量和數字量轉換、數字量與模擬量轉換等部分[1]。

一般而言，飛行模擬器接口系統環節，主要包括硬件和軟件兩個方面。前者主要是由座艙設備、數據采集設備、基礎連接線束、接口設備等硬件結構[2]。后者中包含了數據采集模塊、配置管理模塊、網絡通信單元、圖形界面模塊等方面。

飛行模擬器接口系統設計，主要是借助多樣化實踐系統，將已經組合構成的飛行模擬器串聯起來，以達到多重管理和科學規制的成效，這樣就可以實現對飛機飛行進行檢測和最優化測評的狀態。

1.2 通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統研究價值

固定翼飛機飛行模擬器結構系統，是當代飛機飛行體系中，最為主要的程序運作和開發結構，它是對飛機程序的基礎運作狀態加以分析和解讀。從國內航空產業發展的基本狀態而言，如果技術人員只是對飛機飛行程序進行單純性元件勘察，則后續出現非穩定狀態的可能性就會大大提高。而程序出現飛機飛行模擬程序操控不佳的情況，此時就需要借助飛行模擬器，對各項實踐系統進行監管和調節，這樣方可發揮仿真管理與科學定位模擬檢測作用。固定翼飛機模擬器結構系統的設計與運用，能夠在多樣化程序調節期間，不斷地實行集中化面板的對應調節和自主運行，從而達到飛機飛行因素合理調節的趨向，這是一種形態良好的程序檢測與評估手段，它為后續工作的妥善性安排與定位，提供了堅實而可靠的依據。以上兩方面是關于通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統設計探究價值歸納與定位。

2 通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統設計要點

結合以上相關理論，現將通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統設計要點如下。

2.1 模擬系統數據采集

通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統，主要是通過多樣化程序操控結構為主導，實行的數據系統的采集和轉換，從而實現各項模擬信息的自主化檢測與最優化測評。即模擬程序主要是通過模擬數據的改變而改變。簡單來說，通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統，主要是依靠AD模擬器的轉換，將以太網、CAN、RS-485、PCI的數據調控信息，完成模擬程序方面的對應調整。此時，后續實行飛機飛行程序調節時，即使各類模擬程序的運轉狀態不同，后續測驗得到的結果也能夠保持一致[3]。

以當前常見的通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統為例，可將模擬系統數據采集部分的要點概括為：（1）AD主要負責飛機模擬檢測中的程序中數據長距離傳輸、傳輸速率掌控等方面的資料收集。同時，無論是現場布線，還是設備成本層面的對應探究，都需要采用數據實時性和可靠性分析法，對模擬飛行器中的現場反饋數據進行統籌規制。（2）RS-485總線簡單布線，且采用多點模擬分析法，通過主機輪詢、下位機對應回答等方式，分析如何在網絡通信節點區域范圍之內，將整個網絡部分的信息傳輸情況進行集中性反饋。（3）采用CAN接口總線布置法，創建上位機接口、下端局部總線規劃與對應插入的方式，從而開拓一個采集性卡底層軟件開發結構，以確保外部支撐電壓與輸出結構之間的協調對應。（4）拓展性串行線，能夠始終保障AD部分線路合理關聯。

通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統，主要是采用程序集中化管理法，實行多樣化程序操控體系的對應化評估，這樣方可將不同層面的體系，在足夠協調的情況之下，將多樣化生產活動串聯在一處，這樣方可保障模擬數據采集與程序的完美銜接。

2.2 PCI總線采集硬件實現

PCI總線采集環節，是通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統中的主要構成方面。一方面，PCI總線部分程序，主要是在線路整體建設的狀態之下，以相對可靠且整體檢測穩定性較高的手段，完成模擬量單端信號的連接與輸入;另一方面，PCI總線是在數據對象實踐的基礎之上，按照初始設定流程，實行數據對象化讀取和操作。

以常見的通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統為例，技術人員在這一部分的PCI總線采集部分設計點分析層面的要點可概括為：

（1）采用直插式結構作為基礎，在信號線兩端部分，增加通過加裝屏蔽環阻礙周圍噪聲傳播。（2）強電作為數據傳輸和互動的主要動力源。只要PCI線內有穩定的音頻信號，系統將主動借助搜索“借用”，從而滿足飛機飛行系統的模擬信號接收需求，適當地實行傳輸信號調整。（3）PCI插線部分進行連接設備布局設定時期，先確定通航飛機飛行導向，再依據通航飛行座艙設備的信號探索需要，進行模擬信號的輸出和輸入，以滿足接口系統的分段式線纜布局調整安排，達到信號實時監控與跟蹤調節的目的。（4）假定需測定信號按照最初設定的線路進行傳輸，信號輸入輸出設備連接器部分，也完全可以依據現場模擬反饋強度，不斷地變幻著信號溝通強弱性，從而在程序科學調整與確定的狀態之下，實現飛機飛行平穩化調節。

PCI飛機飛行模擬器接口系統布局與調節環節主要起到飛行器中信號傳導與穩定性調節的作用，各個方面的程序操控與運作管理，均達到了程序自主化運作和科學調整的狀態[4]。

2.3 數據共享程序運作

數據共享程序運作，主要是借助數據信號轉接卡，將座艙設備部分的信號轉接后，完成PCI信號轉接板部分的信號傳輸與轉換，最終在程序連接的情況之下，開拓出一個結構完整的信號回路體系，以達到各項數據信息共享傳導的目的。

數據共享程序操控與綜合分析，主要是依據平臺中C語言的編程變化，實現信號程序管理的實時掌控。其一，數據共享程序運作管理期間，操控程序部分，主要是通過觀察座艙部分的模擬信號反饋變化，對飛機飛行設備的接口數據接收的精準性和全面性進行檢查。另一方面，信號轉接卡部分的獨立連接，主要是通過縮短循環周期的方式，探索信號轉接和獨立運作調節的狀態。

通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統部分，一方面需要借助接口計算機、數據采集程序、以及直流控制箱、線纜結構等部分，將接口系統的核心控制環節，打造成為一個程序結構，從而使操控設備輸出信號進行主動調節。另一部分，是通過駕駛艙部分的數據迅速反饋，對每一幀部分的數據都實行偏差檢測管控，以達到接口系統程序高度精準式的運行。

即數據共享是通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統中內部數據自主調節和靈活運用的主要形態。技術人員著重針對這一部分進行調節時，不僅創建了一個結構完善的飛機飛行模擬信息溝通平臺，還為數據體系的操控掌握帶來了一個形態完善的實踐操控窗口。

2.4 分段式信號模式輸出

通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統采用分段式信號模擬輸出法，完成每一個結構部分的對應調節，以確保在飛機飛行模擬器每一個環節中，均可實現各個信號區域科學化調整的狀態。（1）飛機飛行器模擬器接口系統部分操控時，分段式信號信號模擬環節，可按照具體的實踐要點，開創飛行信號操控與自主化管理，以滿足通用固定翼飛機飛行程序穩定化運作需求。（2）通用固定翼飛機飛行模擬器運轉時，每間隔1～2min，系統將自主跟隨信號模擬信號強度進行改變，最終兩者均以單區域信號整合法，得到一個結構完整的數據運轉信號傳輸模型。即分段信號模擬輸出環節，集中采用了程序操控手段，完成系統、結構層次明了的飛機模擬分析程序的信號傳輸，以實現飛行器接口系統科學對接。

2.5 模塊化信道情況反饋

飛機飛行模擬器接口系統設定時，與分段信號模擬器相互對應的部分，是模模塊化信道。（1）飛機飛行模擬器部分，主要是采用接口系統硬件控制為主導，進行的數據真實性模仿傳輸。即直接在信號盒、直流控制箱以及線纜的組裝下，創建飛機飛行模擬器的傳輸狀態。（2）飛機飛行模擬形態調節時，采用接口系統信號轉接卡和分段式線纜進行布局，從而在飛機飛行傳導期間，可形成與實際模式相互對應的飛機飛行操控結構。即飛機飛行模擬器系統的操控與調節，完全可以依據信號端口的操控需求，科學地進行信號轉接卡前端、后端部分的信號對應調節。同時，模塊化信道信號反饋速率的判斷，也可以為下一個階段的信號傳輸速率控制與調節帶來積極影響。

3 仿真通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統分析

假定仿真通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統是按照普通飛機的機艙結構進行設定的。模擬程序要設定好各個掌控開關，并做好模擬器距離部分的總線裝置設定，主體部分采用PCI總線進行位置定位，本次模擬主要采用RS485和RS232進行串口信息采集。同時，模擬部分要采用統一的電源供應渠道進行裝配，這樣可避免模擬器信號傳導和動力供應產生偏差的問題。

仿真通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統的程序設定安排環節上，首先是借助模擬器的接口操控系統，完成外部硬件控制中心部分的模擬檢測。其次是對各個駕駛室中的信號強度、主仿真駕駛艙、機艙設備等部分，進行每一幀數據層面的調整。最后是在信號盒與集成轉接板部分，進行信號轉接穩定性、強度方面的對應判斷。仿真模擬研究結果表明，硬件控制中心的模擬測評合格率為90%，各個部分的信號強度均處于達標狀態，而信號傳輸穩定性偏差也均小于1。

4 結束語

綜上所述，通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統研究是我國航空技術手段實踐中不斷優化的理論歸納。在此基礎上，本文通過模擬系統數據采集、PCI總線采集硬件實現、數據共享程序運作、分段式信號模式輸出、模塊化信道情況反饋等方面，分析通用固定翼飛機飛行模擬器接口系統分析要點。因此，文章研究結果，為國內航空產業的合理化調節提供了新視角。

參考文獻

[1] 孫起帆.基于VegaPrime的飛行模擬器視景仿真系統的研究與實現[D].太原：中北大學，2020.

[2] 楊宛璐，應艷茹，吳慧欽，等.基于WPF飛行模擬器數據采集配置工具的設計[J].教練機，2020（1）：65-68.

[3] 朱濤，沈明輝，黃紹君，等.戰術訓練飛行模擬器綜合顯示系統仿真架構與實現[J].指揮控制與仿真，2020，42（2）：124-127.

[4] 周昌野，趙夕蕊.通航固定翼飛機飛行模擬器接口系統[J].上海工程技術大學學報，2018，32（4）：352-356.

[5] 趙立武.某型飛機飛行模擬器接口系統[J].系統仿真學報，2013（S1）：337-340.