一种基于模型和原型系统仿真的综合模块化航空电子系统开发方法

针对综合模块化航空电子系统的复杂性和传统瀑布式开发方法存在的问题与挑战,在Ⅴ型开发模型的基础上提出了一种基于模型和原型仿真的综合模块化航空电子系统的开发方法.该方法通过在需求捕获、方案设计和工程开发阶段分别构建相应的原型系统进行仿真与验证,实现对系统需求进行早期需求确认与设计验证(V&V)、原型仿真与集成.采用该方法的好处是通过原型仿真,系统设计师可以在开发早期向用户展示他们的设计成果,以满足用户的需求;可以帮助系统开发人员以低成本实现连续的虚拟集成和迭代确认与验证,从而缩短系统研制周期,降低系统开发成本.飞行管理系统开发应用案例表明了该方法有效性.     

一种基于AADL的航空电子系统仿真和验证技术

飞机系统集成化程度的提高增加了对航空电子系统设计和分析的难度,同时也对安全性需求等系统特性的验证提出了更高的技术要求。对基于结构化分析和设计语言(AADL)的系统建模和仿真流程及相应的评估分析能力进行了介绍,并在基于AADL的航空电子系统建模框架下,提出基于AADL的航空电子系统仿真评估和验证方法,利用结构化分析和设计语言AADL构建航空电子系统典型子系统的正常模型和错误模型,并以此建立系统的扩展模型。在此基础上,利用形式化方法对系统模型进行描述并转化为Kripke结构。最后对系统模型进行模型仿真和特性验证,验证所构建的系统架构和设计逻辑是否符合系统设计特性需求。     

航空电子系统MIL-STD-1553通信网络接口验证测试

MIL-STD-1553数据总线为航空电子系统提供了一个系统支撑数据交换网络,它是航空电子系统集成的纽带,其通信完成的质量直接影响航空电子系统设计的成败。本文首先介绍了航空电子系统MIL-STD-1553基于OSI模型的通信终端的基本结构;然后给出了对网络接口执行测试的内容,包括MIL-STD-1553标准协议验证测试、应用网络通信协议验证测试和实时通信验证测试。这三种类型的测试将全面验证MIL-STD-1553通信终端的设计是否满足MIL-STD-1553标准通信协议及航空电子系统通信协议的要求。     

实时网络技术在飞机航空电子地面仿真/验证中的应用

随着现代飞机航空电子系统的综合化程度的提高和系统功能的增强,在地面对系统的功能和性能进行充分验证,可以大大缩短飞机试飞周期,减少试飞经费,加快飞机研制进度。为了完成飞机航空电子系统在地面的仿真/验证/试验,必须建立航空电子仿真/验证环境。我们在多个型号和课题的航空电子系统地面综合试验中,成功地研制开发了航空电子综合仿真/测试系统,组建了航空电子仿真/验证环境,在构建试验环境中,我们采用了先进的实时网络技术,为飞机航空电子系统的地面验证/试验提供了高效、安全、可靠、实时的数据通讯传输平台。本文介绍了实时网络技术及其在飞机航空电子地面仿真/验证中的应用,并重点就实时网络通讯的模块化设计思想做一阐述。     

飞机航空电子系统地面验证环境中的试验管理平台设计

航电系统的综合测试、验证和评估是与系统设计同等重要的系统研制工作。在地面对系统的功能和性能进行充分验证,可以大大缩短飞机试飞周期、减少试飞经费、加快飞机研制进度。为了完成在地面的验证／试验工作,就必须建立仿真／测试环境。在构建综合航电系统仿真／验证支持环境中,针对试验室的环境和配置复杂、试验内容和项目多的特点,设计技术先进、功能完善的试验管理平台,可以保障试验高效运行、使试验发挥充分技术水平。试验管理平台作为综合航电系统仿真／验证支持环境的重要组成部分,为验证综合航空电子系统设计的合理性、正确性起重要作用。本文介绍了飞机航空电子系统地面验证环境中试验管理平台的设计方法。     

基于AADL的机载设备系统可靠性建模

AADL可以描述机栽设备系统的时序需求、任务状态等关键性能特性,已应用于航空、电子自动化、机器人控制等实时系统。提出基于AADL的机载设备系统可靠性建模方法,为该系统模型结构的设计和验证提供了理论依据。采用EMA子语言对AADL描述的机载设备系统进行可靠性建模,给出可靠性模型中的错误模型、错误传播和状态映射规则等子句属性的用法。最后通过一个基于AADL的机载设备可靠性建模实例,验证了所提建模方法的有效性。     

航空电子系统综合核心处理器仿真软件设计

在未来的航空电子体系结构中，综合核心处理器（Integrated Core Processor，ICP）将成为整个航空电子系统的核心。本文首先对ICP进行了理论分析，提出了ICP建模的重点，然后采用面向对象、模块化的方法进行了ICP仿真软件的设计，建立了ICP仿真系统模型。软件的仿真核心基于离散事件仿真方法，采用双层任务调度算法，并结合航空电子系统分区管理的特点，模拟ICP系统对任务的处理过程。最后进行了实例仿真，对仿真结果进行分析，验证了模型的正确性。     

基于模型的航空电子系统体系化需求分析与仿真

借鉴体系工程思想及体系结构设计方法,结合航空武器装备需求论证实践,提出基于模型的航空电子系统体系化需求分析与仿真方法,以及体系架构模型协同仿真环境设计方案,能够有效支撑航空电子体系化需求论证和顶层设计,具有重要的理论价值和实践意义。     

综合模块化航空电子核心系统技术研究

介绍了一种综合模块化航空电子核心系统.在系统应用需求及技术特征的分析基础上,提出了一种通用的开放式体系结构模型,并对系统的关键技术进行深入研究探讨,包括系统管理、网络通信、时间同步、容错策略等,最后给出系统设计方案的建议.系统具有可重构性、可重用性、可扩展性和健壮性,可满足先进飞机航空电子系统的应用要求,并为未来新型分布式综合模块化航空电子系统的研究与设计提供技术支持.     

CJ828驾驶舱显示记录系统设计

驾驶舱的显示与记录系统是飞机航空电子系统的重要组成部分.在该领域,国内外的研究机构投入了大量的人力和物力进行系统研究.从CJ828驾驶舱显示记录系统的实际需求出发,按照系统设计规范、系统总体设计与布局、系统详细设计、集成化航电系统选型对比等四个方面开展系统设计.通过控制和显示系统、键盘和光标控制单元、多功能显示器、电子飞行仪表系统、电子中央飞机监控器、视频集中器和多路转换器、平视显示器、系统重构等八个方面开展具体的设计,提出具体要求.并通过对比CMC电子、罗克韦尔-柯林斯、泰勒斯航空三家航空电子公司的航空电子集成化方案,总结各家航空电子公司的技术特色,为后期的系统集成与采购打下了良好的基础.     

分布式航空电子系统蓝图仿真技术的研究

基于ASAAC的分布式航空电子系统应用日益广泛,蓝图作为ASSAC提出的系统管理和资源配置的核心概念,其通信和故障管理配置的正确性成为分布式航电系统需要解决的重要问题。利用仿真技术模拟蓝图运行的分布式航电系统,尤其是其数据通信和故障处理方面的性能,在系统设计早期就可以有效地发现原型系统中存在的设计缺陷,极大地缩短了开发周期,减小了系统开发风险。     

Statemate软件在航空电子系统设计中的应用研究

StatemateMAGNUM软件是I-LOGIX公司开发的图形化系统建模工具，这里以Statemate软件支持的ACTIVITY-CHART和StateChart建模语言，探讨了航空电子系统外挂物管理功能的功能分解及状态控制，并且利用simulation工具对设计的系统进行了仿真验证。     

支持MBSE的系统全过程设计应用框架研究与实现

针对当前工程系统设计中需求和功能分析多基于文档,难以与物理模型交互进行系统整体仿真验证的问题,研究了基于模型的系统工程(MBSE)方法论和功能模型接口(FMI),提出了一种支持MBSE的系统全过程设计应用框架,并基于该框架设计了某型飞行器舵机伺服系统.结果表明,该框架能满足从需求、功能分析到物理仿真的全过程模型实现和联合仿真,提高了系统设计效率,降低了反复迭代次数,适用于大型、复杂系统的全过程设计建模与仿真.     

面向复杂航空电子系统的GSPN 任务可靠性建模研究

考虑资源备份与重构的动态特征,采用广义随机Petri 网对具有资源备份机制的典型航空电子系统架 构进行可靠性建模,通过在TimeNet 平台中开展模型仿真,基于功能模块的可用度指标对系统任务可靠性进行 了评估应用,得到的瞬态仿真结果有效预测了该系统可用度时域特性,稳态分析结果经数值验证具有较高的精 度,该建模方法为航空电子系统动态可靠性评估提供了参考。     

飞机航空电子系统综合验证平台研究

研究了飞机航空电子系统的综合验证平台,对全数字仿真平台、半物理仿真平台、全物理仿真平台的特点和作用进行简要分析,针对实际中应用最为广泛的半物理仿真平台进行详细分析,列出其主要组成部分和每部分的功能,对新一代航空电子仿真验证平台的需求进行了详细分析,从试验设计和试验执行2方面提出了改善方法,提出了分立式综合验证平台的思路,为飞机新生型号验证平台设计提供了借鉴。     

航空发动机组态建模技术研究

基于组态的方法设计了航空发动机部件模型库、仿真实时数据库以及前台组态系统和后台运行管理系统,构建航空发动机组态建模平台,并在此平台上实现了多种结构发动机模型的稳态仿真和瞬态仿真,其结果达到了一定精度,验证了航空发动机组态建模技术的可用性.      

作战支援类飞机航空电子任务系统总体结构研究

在研究了几种典型的航空电子系统结构特点的基础上,分析了作战支援类飞机航空电子系统的特点和适宜的结构形式,指出了军用航空电子系统总体结构设计中容易出现的主要问题和应当遵循的设计准则。应用最新的分布式模块化电子(DME)系统技术和体系结构设计方法,建立了面向任务与操作者的作战支援类飞机航空电子系统总体结构框架。最后,指出了采用分布式模块化系统设计技术优化航空电子系统内部功能,以及采用异型智能化结构部件技术实现系统与飞机气动外形、结构总体的一体化,是军用飞机航空电子系统的未来发展趋势。     

航空发动机电子控制系统的小型化SIP技术

针对电子装备小型化的需求,开展了对航空发动机电子控制系统的系统级封装(SIP)技术研究.以一个航空发动机电子控制系统设计为例,采用芯片堆叠结构,将多个裸芯片管脚用键合线引至电路衬底上的连接点,辅以印制板电路,构成完整的电路系统.通过设计优化和信号完整性仿真分析来控制信号质量,试验验证了在保证电路板信号质量的情况下,采用SIP技术,面积缩小约80%,质量减少约70%.研究显示系统级封装技术是未来航空电子控制系统小型化、高可靠的发展方向之一.      

智能化多传感器管理系统的设计和仿真

根据机载多传感器管理需求,提出了基于机载多传感器数据融合技术的智能化多传感器管理系统体系结构,并阐述了该系统的功能、系统设计原则和方法。采用商用货价产品技术(COTS)构建原型仿真平台,对提出的多传感器管理系统体系结构进行原型仿真,验证了该设计的有效性。     

光电瞄准系统仿真试验环境

光电瞄准系统是火控系统的组成部分,在航空电子系统综合试验中,为了验证系统设计是否合理,通常由半实物仿真平台来实现航电系统的动态试验,这样可以缩短试飞周期,节省研制经费。对于仿真试验来说,仿真环境的组建是一项关键技术。本文在分析光电瞄准系统功能的基础上,介绍了仿真环境的组建和仿真试验程序。