现代飞机模拟显控系统软件开发

论文摘要

飞机显示控制系统是航空电子系统的一个很重要的子系统，负责显示和控制机上其他电子设备通过总线传输过来的数据信息，对飞行员的作战能力和减轻飞行员的工作负荷起着十分重要的作用。飞机显示控制系统也是航空电子系统实现综合化、数字化和智能化的核心与关键。因此，促进显示控制系统的发展与研究是十分有必要的。但显示控制系统显示信息量庞大、数据更新快、控制逻辑复杂、实时性等特点使得对真实显示控制系统的研究既耗费人力物力，又耗费时间。而采用软件开发技术开发的模拟显示控制系统，能够模拟座舱显示控制系统的所有功能。模拟显控系统将信息显示在屏幕上，用屏幕代替航空仪表，在使用上更方便，可移植性好。模拟显示控制既能用于航空电子系统的调试，也可作为飞行模拟器的显示控制系统。另外，本系统也可以作为一套教学设施，为需要掌握现代飞机显示控制系统知识的学生提供一个学习平台。本课题以某型号飞机为模板，整理和研究该型号飞机的显示符号、信息意义以及数据信息来源，并开发出一系列飞机显示画面。这些显示画面采用虚拟原型应用系统VAPS(Virtual Application Prototyping system)开发，主要为主飞行显示画面PFD (Primary flight display)、导航显示画面ND(Navigation display)和发动机指示和机组警告系统EICAS(Engine indication and crew alert system)画面，每种画面对应着起飞、爬升、降落等飞行过程以及各种按钮操作的信息变换与更新。本课题创新点为：通过研究显示画面的意义以及控制逻辑，自定义了数据通信协议。自定义的通讯协议，增大了显示信息控制的灵活性，同时降低画面逻辑控制的难度，提高开发效率。本课题采用命名管道实现模拟显示控制系统与其他子系统间的数据交互，当模拟显示控制系统接收到外部数据源发送的管道消息时，首先会按照自定义数据通信协议解析管道消息，然后依据解析后的数据内容对指定显示画面进行控制，同时判断接收消息是否需要向外部数据源反馈信息，如果需要就将相应信息通过管道发送给外部数据源。通过与外部数据源的联合测试，模拟显示控制系统接收数据源发送的数据时，能够依据管道消息内容，及时、正确地更新画面信息；依据数据内容正确的设置信息符号的属性；能够模拟显示控制系统的控制功能，且具有实时性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的依据、目的和意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 模拟显控系统的发展
• 1.2.2 模拟显示界面开发平台现状
• 1.3 课题主要任务
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 现代飞机显控系统的概述
• 2.1 现代飞机显控系统介绍
• 2.2 显控系统显示画面的分析
• 2.3 显控系统功能描述
• 2.4 本章小结
• 第3章 模拟显控系统软件开发总体方案
• 3.1 模拟显控系统的概述
• 3.2 模拟显控系统的功能分析
• 3.3 模拟显控系统软件开发方案
• 3.4 本章小结
• 第4章 模拟显控系统软件设计
• 4.1 初始化模块
• 4.2 显示画面模块设计
• 4.2.1 显示画面开发平台 VAPS 介绍
• 4.2.2 显示界面整体设计
• 4.2.3 PFD 显示画面设计
• 4.2.4 ND 显示画面设计
• 4.2.5 EICAS 显示画面的设计
• 4.3 通信模块设计
• 4.3.1 通信格式设计
• 4.3.2 通信方式
• 4.4 显示画面控制模块设计
• 4.4.1 PFD 画面信息控制
• 4.4.2 ND 画面信息控制
• 4.4.3 EICAS 画面信息控制
• 4.4.4 显示信息属性设置
• 4.5 数据处理模块
• 4.6 本章小结
• 第5章 模拟显控系统软件的集成
• 5.1 模拟显控系统软件的集成
• 5.2 模拟显控系统软件仿真效果
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 论文发表及参加科研情况说明
• 致谢