飞行管理系统实时仿真研究

论文摘要

飞行管理系统（FMS）是一个协助驾驶员完成从起飞到着陆各项任务的系统,是当代民航先进飞机上所采用的一种集导航、制导、控制及座舱显示于一体的航空电子设备。飞行管理系统的产生已经超过20年,但只有美国和欧洲的少数几家公司能够生产。国内对它的研究比较少,只对其部分功能如导航,横向及纵向飞行剖面的优化生成进行了一些理论研究,尚不具备制造FMS的能力。随着中国的大飞机项目的启动,对于处于重要地位的机载电子系统必须自主研发,未来的中国航空工业,需要具有自主知识产权的具有实用性的航空电子产品。本课题试图对飞行管理系统进行快速原型化设计,使飞行管理系统的研究由单纯的纯数字非实时仿真进入实时仿真阶段,进而引入实物进行半物理仿真,为以后研发真实的飞行管理系统产品提供依据。本文在对国外先进飞机如B787和A380的飞行管理系统进行充分调研的基础上,遵行飞行管理计算机ARINC 702A-3标准的要求,结合飞行控制系统、导航设备等航空电子的功能,设计出以验证飞行管理系统的功能为目的的分布式计算机实时仿真系统。然后进行飞行管理系统部分核心算法的研究,搭建基于RTW/VxWorks的分布式实时仿真平台,将飞行管理系统核心功能程序移植到实时仿真平台进行实时仿真验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文的研究背景和意义
• 1.2.1 背景和意义
• 1.2.2 飞行管理系统的发展历程
• 1.2.3 国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 飞行管理系统实时仿真系统结构设计
• 2.1 飞行管理系统（FMS）核心功能分析
• 2.1.1 导航功能
• 2.1.2 飞行计划
• 2.1.3 侧向和垂直导引
• 2.1.4 性能管理
• 2.2 飞行实时仿真介绍
• 2.2.1 飞机数学模型
• 2.2.2 飞行实时仿真
• 2.3 FMS 实时仿真系统框架
• 2.4 本章小结
• 第3章 实时仿真平台总体设计
• 3.1 实时工作空间（RTW）介绍
• 3.1.1 RTW 简介及优点
• 3.1.2 RTW 支持的目标系统
• 3.2 VxWorks 操作系统简介
• 3.3 RTW/VxWorks 实时仿真平台
• 3.4 本章小结
• 第4章 实时仿真平台实现
• 4.1 FMS 实时仿真平台硬件方案
• 4.2 实时仿真平台软件实现
• 4.2.1 仿真目标机运行环境建立
• 4.2.2 自动代码生成
• 4.2.3 在线调参与监控功能
• 4.2.4 仪表和视景仿真软件
• 4.3 本章小结
• 第5章 飞行管理系统软件的移植和验证
• 5.1 飞行轨迹仿真
• 5.2 联邦滤波实现多信息源综合导航
• 5.2.1 多传感器信息融合技术的综合导航技术
• 5.2.2 组合导航系统联邦滤波结构
• 5.3 FMS 核心功能的非实时仿真结果
• 5.4 FMS 核心功能算法的实时仿真平台移植
• 5.4.1 S-函数介绍
• 5.4.2 通信程序的S-函数封装
• 5.4.3 下载程序并实时仿真
• 5.5 FMS 核心功能实时仿真结果
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢