基于WPF技术的试飞数据实时监控系统设计研究

立足于当前大型民用飞机试飞模式,集合数据处理及实时监控特点,在Visual Studio环境下,利用WPF软件编程技术,构建了基于数据层、业务逻辑层、表示层的试飞数据实时监控系统。系统利用多种显式控件,充分模拟了试飞数据监控状态,通过WPF数据驱动模型及合理的线程资源调配,实现了对不同类型数据的实时监控、分析、存储和回放,为后续民机试飞测试技术的创新提供了参考依据。     

基于WPF的民机试飞数据实时监控画面开发系统设计与研究

试飞数据实时监控程序是大型民机试飞过程中不可或缺的重要支持性工具。随着机载测试系统网络化进程的不断深入,数量庞大、类型复杂的试飞参数给监控程序的开发带来了巨大的挑战。基于WPF(Windows Presentation Foundation)平台,利用XAML文件的序列化和反序列化、反射、DataBinding等技术设计了一套用于开发试飞数据实时监控程序的系统。在设计端,系统以拖拽显示控件的方式实现监控程序的快速集成和管理,将以往数周的准备周期缩短为数小时;在运行端,系统利用三层架构可实时驱动数百台监控终端,为某型客机的首飞及取证试飞提供了技术支持。     

基于GMAP.NET的民机试飞二维电子地图设计与研发

电子地图是民机试飞中常见的监控应用,用于实时反映试飞飞机的位置、航迹和空域等信息。但传统的电子地图功能单一,存在无法动态更新空域、不能航后回放以及不支持多架机集中监控等问题,无法满足当前试飞安全监控需求。基于GMAP.NET组件设计研发了一款新的二维电子地图实时监控软件,采用多线程调度、动态图层等技术,集成了时序数据库,在实现多架机试飞航迹实时监控的同时,支持航迹信息的实时存储、回放和空域信息的在线更新。通过在某国产大型客机试飞现场的测试,软件可满足试飞航迹的安全监控需求。     

基于Measurement Studio的民机颤振试飞数据实时监控分析系统设计与研究

颤振试飞是风险极高、多学科交叉的复杂试飞科目,其实时监控及分析显得极为重要。以某型国产民机颤振试飞为背景,基于Measurement Studio平台,设计开发了颤振试飞数据实时监控分析系统。系统集成了半带宽法、快速傅里叶变换、小波转换等算法,实现了颤振数据的时频域分析、阻尼计算,并以文本格式在实时状态下记录了颤振数据,同时以多线程和DataBinding模型完成了分析结果的实时显示,为国产民机的安全试飞提供了技术保障。     

C919飞机航空总线采集和实时分析技术

为了采集和实时分析C919大型客机航电ARINC664总线数据,研究大客飞机航电总线协议及测试总线数据特点,设计并研制了满足机载测试需求的原理样机,并在航电实验室进行了试验验证,解决了新型复杂结构ARINC664总线数据的余度剔除、数据采集和实时分析等难题,实现了总线数据的采集和实时分析.该总线系统可以将重要数据实时编码发送到机上的监控系统、水配重或遥测下传到地面监控大厅,提高了飞行试验工作效率,为大客飞机试飞安全提供了技术保障.     

航空发动机试飞关键参数趋势监控的实现及应用

为了实现航空发动机滑油压力、滑油温度、振动值在试飞中的趋势监控,采用神经网络方法对某型发动机大量试飞数据进行训练和验证,获得了这几个参数全过程较为准确的计算模型。计算模型应用于该型号另1台发动机参数趋势监控中,在应用前,利用有限架次试飞数据修正了这几个参数的计算模型,采用动态链接库形式实现计算模型与原有实时监控系统的协同工作,进行了模型计算结果和试飞结果趋势实时对比监控。结果表明:模型计算结果和试飞结果变化趋势吻合良好,说明了神经网络计算模型的准确性以及在关键参数趋势监控中的工程实用性。     

民机试飞测试数据处理分析软件设计开发

测试数据是民机试飞过程中的最终产物,是反映飞机系统状态、表明适航符合性的重要依据。 随着大量先进航空总线在民机上的应用,测试数据的体量越发庞大、类型也更为复杂,为测试数据的处理和分析带来了巨大的挑战。 对民机试飞测试数据的类型、存储特点和常用分析方法进行了研究,深入分析了试飞测试数据的处理和分析需求,立足于 WPF( windows presentation foundation)平台,采用 MVVM(Model-View-ViewModel)设计模式,使用了内存管理、DataBinding 事件模型、反射等关键技术,集成了 SciChart、时序数据库等组件,设计开发了民机试飞测试数据处理分析软件。 软件实现了试飞测试数据的快速处理、分析及可视化,可完成多个数据文件的同时加载、进行 1 Hz ~ 16 kHz 不同采样率下数据分析结果的可视化展示,经实际应用,满足了某国产大型客机的试飞需求。     

飞行试验数据驱动的涡扇发动机模型辨识

为实现航空发动机飞行试验实时监控,分析整理了涡扇发动机实际飞行试验数据,并以三层前向人工神经网络为基础,通过引入输出层反馈至输入层,形成该涡扇发动机的NNARX模型。对包括高压转子转速在内的11个发动机关键参数变化模型进行研究,并在额外架次全程飞行试验数据上验证和讨论辨识模型的推广能力。结果表明,辨识模型样本点上最大相对误差在5%以内,辨识模型可以应用到该型发动机的试飞实时监控中,同时也可为后续建立涡扇发动机的全包线自适应实时监控模型提供参考。     

飞行监控系统中基于GPU的地形渲染

利用实时遥测飞行信息生成三维虚拟地形场景,旨在飞机试飞时,增强地面指挥人员对飞机实时位置地面场景的感知能力,帮助飞行员在试飞时处理复杂多变的飞行状况。为了逼真且流畅地生成三维地形场景,首先使用固定网格映射(PGM)的方法生成地形采样网格,接着利用几何着色器为三角形面片分配连续的与视点相关的细节等级(LOD),对缓存在纹理数组中的各等级高程数据和卫星照片进行混合采样。由于细节等级是连续的,因此各级纹理和高程之间能够平滑的过渡,增加了场景的真实性。最后,考虑到显存的容量限制,引入了一种内存与显存之间的纹理调度方法。整个算法都是面向图形处理单元(GPU)实现的,能够较好地兼顾实时性和真实性,实现多分辨率大规模地形场景的实时虚拟显示。根据本文算法实现的实时监控系统在支线飞机的飞行试验中取得了较好的效果。     

数字化车间虚拟监控系统研究

传统的虚拟监控系统管理层与执行层信息交互能力不足,不能满足当前车间监控需求,基于虚拟现实技术与信息集成技术,建立车间状态监控系统,实现整个车间内人员、物料、设备等位置及状况的实时监控.系统以三维制造资源模型为基础构建数据逻辑模型;采用XML规范建立系统模块间的数据接口;利用实时状态数据驱动三维虚拟模型;利用Unity3D技术实现虚拟场景的渲染与实时人机交互,最后通过实例验证了系统的有效性.     

直升机航空总线试飞测试数据采集处理

根据不同的用途,现代直升机上装备了各种先进的分布式航空电子系统,包括飞控系统、组合导航系统、综合信息显示系统、发动机控制系统、防撞系统、火控系统、稳描系统等。试飞中,需要对电子总线进行数据采集和监控,来验证各航空电子系统的性能,进行故障和问题分析,保障飞行安全监控。电子数字总线上传输的大量数据需要测试,这些数据在直升机试飞测试数据中所占的比例越来越大,凸现出航空电子系统的试飞测试的重要性。本文论述了有关构建航空数字总线试飞数据分析处理系统的技术。     

飞机通信寻址报告系统(ACARS)简介及常见故障分析

<正>飞机通信寻址和报告系统简称为ACARS(Aircraft communication addressing and reporting system),是一个可寻址的空/地数字式数据通信网络,通过机上第三部甚高频通信系统(VHF)实现空地之间的数据和信息的自动传输交换,使飞机作为移动终端与航空公司基地相连接,从而加强航空公司对飞机的监控能力和指挥能力,在维护、运行和商业等方面发挥着巨大的作用,是现在大多数民航客机所必须安装并保证其工作正常的电子设备之一。     

数据监控和分析技术在直升机试飞中的应用

科研试飞中进行振动、载荷数据的实时监控、现场处理和分析,对于保障新研直升机的安全有着非常重要的作用。本文主要介绍了振动、载荷数据监控、处理和分析技术在直升机科研试飞中的应用,包括数据处理、分析的方法和整个流程。     

空地一体化技术在IFTD试飞中的应用

发动机表明符合性试飞科目飞行中推力确定（In Flight Thrust Determination, 简称IFTD）试验点多、耗时长、费用高。为提升试飞架次效率和地面监控力度,降低架次成本,基于FLIGHTLAB软件开发了面向物理的空地一体化仿真模型系统,并采用卡尔曼滤波和遗传算法对模型输入数据进行了实时处理和动态优选,最后基于QT开发了空地对比监控界面在某型号IFTD试飞中进行了应用。经验证,所建空地一体化仿真模型能够有效对某型号的发动机运行和动力学响应进行模拟,发动机各项参数的平均误差约为3%,采用的数据实时处理和动态优选算法能够良好地匹配空地一体化仿真模型系统,使系统有效运行,在IFTD试飞中,仅两个架次就为试飞节约燃油约3 t;本次应用表明,空地一体化技术,在飞行前能够为试验点可达性分析和试验点优选构型分析提供支持,在飞行中为试飞监控减轻负担。     

Internet技术在航天测控监控显示系统上的应用

本文从研究Internet网络新技术实质入手，针对目前我国航天测控系统的监控显示系统设计，就其网络应用现状，提出了将Internet的信息共享、信息发布和查询浏览等技术应用于监控显示系统的基本原理和技术方法，并对Web模式的监控显示网络系统进行了分析和设计，提出了实际应用的技术原则。本文最后还结合开发实际，论述了Internet模式Web数据库的实时查询技术及在监控显示系统上的应用。文章所提出的技术方法，同样适用于其它各类的实时监控系统。     

航空发动机故障模拟监控训练系统开发

针对数控发动机故障模式多、试飞工程师培训方法欠缺的现状,在真实试验数据基础上开发发动机试验故障模拟监控训练系统,成功的应用于某型发动机飞行试验项目中。实践应用表明:新系统可以有效地培训发动机试飞工程师,提高其处置飞行试验中突发故障的能力,降低试飞风险;能快速处理试验数据,提高数据分析的效率;同时,新系统验证了实时地计算机辅助判断故障告警自动提供处置策略方案的可行性和实用价值,推荐在飞行试验地面遥测监控系统、发动机地面试车台及高空台模拟试验中使用。     

监控显示系统数据库接口技术的研究

如何将实时数据及时准确地存入数据库,以实现数据的实时管理,是长期以来制约着实时监控系统引入通用数据库管理系统的共同问题。本文围绕这一问题,介绍了几种数据库接口方案,并以医监设备状态监测和故障诊断系统为例,阐述了监控显示系统数据库实时接口方案的实现方法。     

实时数据驱动的生产线状态监控与效能评估技术研究

数字化车间的建设是航天产品制造企业实现智能制造的关键环节,为了实现车间的自主决策和自组织生产,设备互联、自动感知、虚拟监控以及实时分析等技术已经在工业界得到了广泛的重视。结合我国航天领域首个数字化车间建设项目,利用虚拟现实(VR)技术与车间信息通信技术(ICT),研发车间现场实时数据的采集与管理、生产线效能评估建模、人机交互式三维/二维集成可视化等功能模块。通过与其他信息系统如MES等进行数据集成,构建基于实时数据驱动的生产线运行状态监控平台,实现透明化生产,提高生产运营管理水平。     

飞控系统实时数据记录器的设计实现

在以往直升机科研试飞阶段,往往需要借助飞行参数记录器中记录下的飞行数据,并以此作为依据开展飞控系统排故和控制率调参工作。由于飞行参数记录器中记录的飞控系统参数的更新周期为250ms,不能满足飞控系统实时性的要求;而且飞行参数记录器所记录的对象是面对全机的,所以分配给飞控系统的存储空间有限,导致飞控系统参数记录的数据不全面。因此在某型直升机科研试飞阶段,需要一个飞控系统专用的数据记录器,用以实时记录下飞控系统所有的飞行参数及故障信息。文章提出并实现了一种用于实时记录飞控系统飞行参数的数据记录器。     

遥测技术在直升机试飞监控指挥中的应用

遥测技术在飞机飞行试验的应用早在20世纪50年代末60年代初就出现了,试飞遥测系统对飞机的试飞安全和效率起到非常重要的作用,越来越得到重视,航空航天工业的飞速发展,也使得遥测技术作为应用技术发展非常快,特别是近10年来,计算机技术迅猛崛起,促进了遥测技术的发展速度和应用领域,大宽带、高数据容量传输和处理的遥测系统在航空航天、国防工业中得到广泛的应用。随着我国直升机事业的发展,我们根据直升机试飞测试要求,逐步引入遥测技术,如直升机旋转机械(旋翼系统、尾桨系统、传动系统等)的飞行载荷、振动测量等,但最重要的是在高新工程试飞试验中得到成功应用,本文主要叙述遥测技术在直升机试飞试验监控与指挥系统中的应用,以及对提高试飞安全的保障和加快试飞进度起到重要的作用。同时对未来直升机试飞试验中实时遥测系统的结构体系和发挥的重要作用提出自己的看法和建议。