基于總線儀器的飛行信號(hào)再現(xiàn)方法研究

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(空間物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100076)

基于總線儀器的飛行信號(hào)再現(xiàn)方法研究

邱長(zhǎng)泉,張艷溶,袁延榮,郭心怡

(空間物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100076)

提出基于總線儀器的飛行信號(hào)再現(xiàn)方法，將原始飛行數(shù)據(jù)經(jīng)解譯、數(shù)據(jù)去噪、插值平滑、信號(hào)解算等處理后驅(qū)動(dòng)總線儀器，按照一定的邏輯時(shí)序再現(xiàn)飛機(jī)飛行過(guò)程中產(chǎn)生的各種信號(hào)，在地面作為飛行數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)源，解決飛行數(shù)據(jù)記錄儀功能及性能測(cè)試真實(shí)性、有效性問(wèn)題;研制的飛行信號(hào)管理系統(tǒng)，信號(hào)類型包括模擬量、離散量和各種機(jī)載總線量，實(shí)現(xiàn)飛行信號(hào)再現(xiàn)的同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行自檢驗(yàn)證，保證信號(hào)再現(xiàn)準(zhǔn)確性;系統(tǒng)由硬件平臺(tái)和系統(tǒng)軟件組成，采用網(wǎng)絡(luò)化集成、集中互聯(lián)接口、時(shí)鐘同步和觸發(fā)、硬件資源模型化、飛參解譯、數(shù)據(jù)去噪、插值平滑、IVI類驅(qū)動(dòng)封裝等軟、硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù);通過(guò)系統(tǒng)和某型號(hào)飛行數(shù)據(jù)記錄儀聯(lián)機(jī)測(cè)試，結(jié)果分析證明研制軟硬件的功能、性能及信號(hào)再現(xiàn)準(zhǔn)確性。

飛行信號(hào)；總線儀器；飛行數(shù)據(jù)記錄儀

0 引言

飛機(jī)等航空器自起飛到降落整個(gè)過(guò)程各個(gè)系統(tǒng)或部件的工作狀態(tài)可以通過(guò)飛行數(shù)據(jù)記錄儀按照時(shí)間次序記錄的參數(shù)體現(xiàn)出來(lái)，通常將這些參數(shù)稱為飛機(jī)飛行參數(shù)[1]。飛行參數(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，利用飛行參數(shù)可以評(píng)估飛機(jī)設(shè)計(jì)性能、分析飛機(jī)事故原因、再現(xiàn)飛行視景、考核飛行訓(xùn)練質(zhì)量、預(yù)測(cè)飛機(jī)故障、管理飛機(jī)健康等[2-3]，而本文提出一種基于總線儀器的飛行信號(hào)再現(xiàn)方法，用于飛行數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)源，以解決飛行數(shù)據(jù)記錄儀功能及性能測(cè)試的真實(shí)性問(wèn)題，增加覆蓋性和有效性。文中介紹的飛行信號(hào)管理系統(tǒng)(FSMS，flight signal management system)，將原始飛行數(shù)據(jù)經(jīng)解譯、數(shù)據(jù)去噪、插值平滑、信號(hào)解算等，驅(qū)動(dòng)VXI(VME擴(kuò)展儀器總線)、PXI(PCI擴(kuò)展儀器總線)、LXI(局域網(wǎng)擴(kuò)展儀器總線)和GPIB(通用接口總線即IEEE 488總線)等測(cè)試總線儀器，按照一定的邏輯時(shí)序真實(shí)再現(xiàn)實(shí)際飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生的各種信號(hào)，同時(shí)具備自檢驗(yàn)證功能保證再現(xiàn)信號(hào)準(zhǔn)確性。此外，為驗(yàn)證系統(tǒng)性能，結(jié)合某型號(hào)飛行數(shù)據(jù)記錄儀給出了系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。

1 硬件平臺(tái)

1.1 硬件平臺(tái)構(gòu)成

FSMS主要功能是再現(xiàn)飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生的各種信號(hào)，用于飛行數(shù)據(jù)記錄儀的測(cè)試，其信號(hào)類型包括模擬量、離散量和各種機(jī)載總線信號(hào)量，具有信號(hào)種類多、數(shù)量大、精度高且時(shí)間相關(guān)性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于總線儀器具備種類齊全、可靠安全及實(shí)時(shí)性好、同步觸發(fā)精度高等特點(diǎn)，因此FSMS硬件平臺(tái)選取總線儀器，主要包括GPIB、VXI、PXI和LXI儀器。

FSMS硬件平臺(tái)由中心計(jì)算機(jī)、信號(hào)再現(xiàn)子系統(tǒng)、自檢驗(yàn)證子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等構(gòu)成，如圖1所示。中心計(jì)算機(jī)處于FSMS的頂層，是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，也是唯一的人機(jī)交互接口；信號(hào)再現(xiàn)子系統(tǒng)由若干臺(tái)GPIB、VXI、PXI和LXI儀器構(gòu)成，根據(jù)飛行參數(shù)再現(xiàn)并輸出各種飛機(jī)飛行信號(hào)；自檢驗(yàn)證子系統(tǒng)由若干臺(tái)PXI、LXI儀器構(gòu)成，用于驗(yàn)證信號(hào)再現(xiàn)子系統(tǒng)輸出的飛機(jī)飛行信號(hào)的準(zhǔn)確性和精度；而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器則用于提供系統(tǒng)內(nèi)大量數(shù)據(jù)及配置的存儲(chǔ)、讀取等服務(wù)。信號(hào)再現(xiàn)子系統(tǒng)和自檢驗(yàn)證子系統(tǒng)還將實(shí)時(shí)地將自檢、運(yùn)行狀態(tài)上報(bào)至中心計(jì)算機(jī)用于系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

圖1 硬件平臺(tái)構(gòu)成示意圖

1.2 硬件關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)化集成、集中互聯(lián)接口以及時(shí)鐘同步和觸發(fā)等。

1)網(wǎng)絡(luò)化集成。

在FSMS中，單一測(cè)試總線儀器產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有的信號(hào)類型，必須要采用多種總線儀器。測(cè)試儀器總線形式不同控制方式也不同，具體特點(diǎn)也不同：GPIB儀器總線長(zhǎng)度短(≤20 m)、速率低(≤8 MB/s)且節(jié)點(diǎn)數(shù)量受限(最多15臺(tái))，基于背板式總線架構(gòu)的VXI和PXI儀器速率高(VXI可達(dá)80 MB/s，PXI可達(dá)132 MB/s)但距離受限，LXI儀器基于Ethernet、Intranet甚至Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，具有高帶寬(可達(dá)GB/s級(jí))且不受地理因素限制的特點(diǎn)。為簡(jiǎn)化系統(tǒng)配置、節(jié)約成本，統(tǒng)一多總線設(shè)備一體化系統(tǒng)的控制接口，采用交換式Ethernet和TCP/IP協(xié)議作為通信平臺(tái)，構(gòu)建基于LXI/LAN的混合式系統(tǒng)[4]，以集成高密度、高性能的PXI、VXI儀器到LXI/LAN系統(tǒng)中。具體地，LXI儀器直接連接到Ethernet中，而VXI模塊、PXI模塊和GPIB儀器則分別通過(guò)VXI-LAN網(wǎng)關(guān)、PXI-LAN嵌入式零槽控制器和GPIB-LAN網(wǎng)關(guān)連接到Ethernet網(wǎng)絡(luò)。

2)集中互聯(lián)接口。

集中互連接口是將FSMS中所有通用I/O資源連接到一個(gè)統(tǒng)一的信號(hào)轉(zhuǎn)接中樞，以集中管理系統(tǒng)中所有激勵(lì)信號(hào)、測(cè)試信號(hào)輸入和輸出。參照ARINC 608A標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)SMS中所有信號(hào)都匯集到ICA(interface connector assembly)接口上集中輸入輸出，同時(shí)設(shè)計(jì)與ICA連接的ITA(interface test adapter)接口和適配器，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與不同的測(cè)試目標(biāo)機(jī)對(duì)接，保證系統(tǒng)具備較強(qiáng)的通用性和安全性。在設(shè)計(jì)ICA和ITA時(shí)，首先統(tǒng)計(jì)信號(hào)的數(shù)量，并按照頻率、功率、阻抗、幅度等進(jìn)行分類，再根據(jù)類別選擇合適的接插件模塊；接口適配器完成信號(hào)的阻抗匹配、信號(hào)調(diào)理等功能，對(duì)于涉及安全性的信號(hào)采用串接保護(hù)電阻等方式進(jìn)行保護(hù)。

圖3 系統(tǒng)軟件功能架構(gòu)圖

3)時(shí)鐘同步和觸發(fā)設(shè)計(jì)。

圖2 機(jī)箱設(shè)備間時(shí)鐘同步和觸發(fā)示意圖

時(shí)鐘同步采用菊花鏈型方式，選擇信號(hào)再現(xiàn)子系統(tǒng)某PXI機(jī)箱中PXI-6653模塊的OCXO晶振作為主時(shí)鐘，按菊花鏈方式依次連接到各PXI機(jī)箱中PXI-6651模塊、各VXI機(jī)箱中EX 2500模塊以及LXI和GPIB儀器的CLK_IN端口。硬觸發(fā)則采用星型方式將PXI-6653中的觸發(fā)信號(hào)分別路由到上述模塊或儀器的TRG_IN端口。在機(jī)箱內(nèi)部的各模塊，時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)分別是通過(guò)背板時(shí)鐘傳輸線和觸發(fā)總線傳遞的。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，菊花鏈型時(shí)鐘同步的時(shí)鐘延遲最大值不超過(guò)一個(gè)周期，即100 ns；星型觸發(fā)在同軸電纜長(zhǎng)度為2 m的情況下，最大觸發(fā)延遲不超過(guò)42 ns，而FSMS對(duì)信號(hào)再現(xiàn)的同步性要求在亞微秒級(jí)，滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求。

2 系統(tǒng)軟件

FSMS基于層次化、模塊化原則設(shè)計(jì)，以最大限度地實(shí)現(xiàn)代碼重用、良好擴(kuò)展，如圖3所示。處于軟件頂層的是中心計(jì)算機(jī)軟件，是面向用戶的用戶應(yīng)用層，主要由基礎(chǔ)功能、飛行數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)相關(guān)模塊構(gòu)成；處于軟件中間層的是測(cè)試程序?qū)樱馕鲇脩魬?yīng)用層需求并生成測(cè)試程序和儀器配置信息，由信號(hào)再現(xiàn)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)與信號(hào)產(chǎn)生、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、同步觸發(fā)、接口調(diào)用相關(guān)模塊，以及自檢驗(yàn)證子系統(tǒng)數(shù)據(jù)與信號(hào)采集、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、同步觸發(fā)、接口調(diào)用相關(guān)模塊構(gòu)成；處于軟件架構(gòu)底層的是儀器控制層，根據(jù)中間層獲取的儀器配置信息通過(guò)IVI接口、VPP驅(qū)動(dòng)、VISA I/O及SCPI等驅(qū)動(dòng)類封裝庫(kù)實(shí)現(xiàn)儀器的控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。頂層與中間層采用Socket編程基于TCP、UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)，其中指令及狀態(tài)傳輸通過(guò)TCP實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)三遍重傳UDP實(shí)現(xiàn)，以保證可靠性；中間層與底層間通過(guò)接口調(diào)用模塊實(shí)現(xiàn)不同底層驅(qū)動(dòng)的統(tǒng)一管理、調(diào)度。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù)主要有硬件資源模型、飛參解譯、數(shù)據(jù)去噪、插值平滑、IVI(Interchangeable Virtual Instrumentation，可交換虛擬儀器)類驅(qū)動(dòng)封裝等。

1)硬件資源模型。

為解決系統(tǒng)中諸多硬件資源的管理、調(diào)度以及和系統(tǒng)軟件的交互問(wèn)題，采用硬件資源模型化技術(shù)對(duì)系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行抽象，形成總線儀器模型、ICA模型、ITA模型和測(cè)試目標(biāo)機(jī)模型[5]。針對(duì)系統(tǒng)中所有總線儀器的固定屬性及可控I/O通道屬性，建立總線儀器模型，用總線儀器模型庫(kù)表示；針對(duì)系統(tǒng)中總線儀器通道與ICA接點(diǎn)間連接關(guān)系，建立ICA模型，用ICA模型庫(kù)表示；針對(duì)系統(tǒng)中測(cè)試目標(biāo)機(jī)接點(diǎn)、ICA接點(diǎn)與ITA接點(diǎn)的連接關(guān)系，建立ITA模型，用ITA模型庫(kù)表示；針對(duì)測(cè)試目標(biāo)機(jī)各個(gè)端口對(duì)應(yīng)的飛行數(shù)據(jù)，建立測(cè)試目標(biāo)機(jī)模型，用測(cè)試目標(biāo)機(jī)庫(kù)表示。

圖4所示是ICA模型的ICA信息表和ICA關(guān)聯(lián)儀器表。以ICA關(guān)聯(lián)儀器表為例，ICAID、MainFrameID、InstruID、InstruAddr、GateID、GateState、Flag、Coefficient分別表示ICA編號(hào)、機(jī)箱編號(hào)、總線儀器編號(hào)、儀器地址、通道編號(hào)、通道狀態(tài)、標(biāo)志位、調(diào)理系數(shù)等。

圖4 ICA信息表和ICA關(guān)聯(lián)儀器表

2)飛參解譯。

通常國(guó)內(nèi)飛行數(shù)據(jù)記錄儀記錄的機(jī)載傳感器數(shù)據(jù)、總線幀數(shù)據(jù)都是以幀為單位、以二進(jìn)制形式按一定順序存儲(chǔ)的[6]，如圖5所示。每個(gè)幀由幀頭及i(i≥1)個(gè)子幀組成，每個(gè)子幀由j(j>1)個(gè)字組成，每個(gè)字由k(一般取k=8，k=12或k=16)位組成。幀頭部分存儲(chǔ)履歷信息，長(zhǎng)度和格式一般是固定的；數(shù)據(jù)部分則以子幀的形式記錄不同機(jī)載傳感器的觀測(cè)值。一般飛行數(shù)據(jù)記錄儀不同，具體的飛參格式也不同，即i、j和k值不同。

圖5 幀結(jié)構(gòu)示意圖

FSMS基于飛行參數(shù)驅(qū)動(dòng)總線儀器再現(xiàn)機(jī)載信號(hào)前，首先必須通過(guò)飛參解譯，將二進(jìn)制飛行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制工程值。模擬量飛參采用三次或更高次非線性方程計(jì)算，離散量對(duì)照飛機(jī)手冊(cè)中的編碼定義進(jìn)行解譯，機(jī)載總線量(數(shù)字量)飛參將BNR編碼或BCD編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)學(xué)量再乘以對(duì)應(yīng)的分辨率計(jì)算。為使解譯軟件具備一定的通用性，將不同機(jī)型工程值解譯需要的信息如文件頭結(jié)構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)、參數(shù)名稱、參數(shù)地址、還原算法等，建立與之對(duì)應(yīng)的解譯配置參數(shù)庫(kù)?；谶@些已有配置，F(xiàn)SMS即可通過(guò)圖6所示譯碼過(guò)程實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制原碼值到十進(jìn)制工程值的轉(zhuǎn)換。

圖6 譯碼過(guò)程示意圖

3)數(shù)據(jù)去噪。

經(jīng)過(guò)飛參解譯得到的工程量中，經(jīng)常存在由于噪音干擾、電子干擾等因素產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟失、非正常數(shù)據(jù)等[7]，在FSMS中使用飛行數(shù)據(jù)時(shí)，需要剔除異常值，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理。去噪時(shí)根據(jù)參數(shù)范圍、變化率、異常跳變等為判據(jù)進(jìn)行剔除：對(duì)于超出參數(shù)正常范圍的數(shù)據(jù)，由于模擬量參數(shù)的連續(xù)性，采用上一時(shí)刻有效數(shù)據(jù)替代當(dāng)前時(shí)刻數(shù)據(jù)；對(duì)于參數(shù)變化率超出合理范圍的數(shù)據(jù)，以及出現(xiàn)異常跳變后又恢復(fù)正常的數(shù)據(jù)，也采用上一時(shí)刻有效數(shù)據(jù)替代當(dāng)前時(shí)刻數(shù)據(jù)；而對(duì)于時(shí)間出現(xiàn)中斷或回退的數(shù)據(jù)，同樣采用上一時(shí)刻的有效數(shù)據(jù)替代，并按數(shù)據(jù)頻率補(bǔ)齊時(shí)間序列。

4)插值平滑。

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)去噪得到的飛行參數(shù)有效數(shù)據(jù)，可以滿足反解算公式的輸入輸出要求，經(jīng)反解算后得到機(jī)載傳感器輸出的電壓值、電流值、電阻值或其它類型值，用以驅(qū)動(dòng)總線儀器再現(xiàn)真實(shí)信號(hào)。因不同的參數(shù)采樣率不同，如某飛參法向加速度的采樣率為8 Sa/s，而飛行高度的采樣率為1 Sa/s，為保證仿真輸出信號(hào)的連續(xù)性和平滑度，以及同一硬件資源如模擬量板卡的不同通道必須設(shè)置相同的更新率，因此對(duì)采樣率較低的參數(shù)按采樣率較高的參數(shù)進(jìn)行線性插值。飛行高度0～10 000米線性對(duì)應(yīng)于傳感器電壓為-10～10 V，圖7是直流電壓數(shù)據(jù)線性插值示意圖。從圖可見(jiàn)，插值后的數(shù)據(jù)曲線比插值前有較好的連續(xù)性，能更真實(shí)的再現(xiàn)信號(hào)的變化過(guò)程。

圖7 某直流信號(hào)部分?jǐn)?shù)據(jù)線性插值示意圖

5)IVI類驅(qū)動(dòng)封裝。

FSMS硬件種類多，軟件在操作硬件資源時(shí)，涉及IVI驅(qū)動(dòng)、VPP驅(qū)動(dòng)、VISA庫(kù)函數(shù)以及SCPI命令等多種方式，軟件實(shí)現(xiàn)方式復(fù)雜，系統(tǒng)維護(hù)、擴(kuò)展及升級(jí)困難、工作量大。由于IVI 驅(qū)動(dòng)具備的儀器類互操作性特點(diǎn)，因此為解決該問(wèn)題，系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)中采用IVI類動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)封裝方式，如圖8所示，對(duì)通過(guò)SCPI、VISA、VPP進(jìn)行硬件資源調(diào)度的模塊進(jìn)行二次封裝，進(jìn)而形成測(cè)試程序?qū)宇愃朴贗VI的驅(qū)動(dòng)，并以DLL的形式存在于軟件配置中，應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用DLL文件實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件資源的操作和調(diào)度。系統(tǒng)擴(kuò)展或升級(jí)過(guò)程中，增加硬件資源或升級(jí)硬件資源后，僅需增加或升級(jí)相應(yīng)的IVI類驅(qū)動(dòng)DLL庫(kù)文件，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展及升級(jí)，大大提高了軟件再開(kāi)發(fā)的效率。

圖8 IVI類封裝示意圖

3 系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

下面給出了某型號(hào)飛行數(shù)據(jù)記錄儀與FSMS聯(lián)機(jī)測(cè)試的實(shí)例，驗(yàn)證了飛行數(shù)據(jù)記錄儀接收并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的正確性。具體步驟簡(jiǎn)述如下：

1)將記錄儀和適配器通過(guò)專用電纜連接，并將ITA與系統(tǒng)ICA對(duì)接；

2)系統(tǒng)上電，同時(shí)給記錄儀加電；

3)進(jìn)入中心計(jì)算機(jī)軟件界面，選擇“仿真”按鈕后進(jìn)入仿真主界面；

4)選擇輸入記錄儀的直流信號(hào)、開(kāi)關(guān)量信號(hào)和ARINC 429總線信號(hào)，并設(shè)置仿真開(kāi)始、結(jié)束時(shí)間等，如圖9所示。

圖9 信號(hào)仿真配置界面圖

5)點(diǎn)擊“開(kāi)始仿真”按鈕，開(kāi)始集中仿真；

6)等待仿真結(jié)束后，關(guān)閉系統(tǒng)軟件并斷電；

7)分離ITA和ICA，分離記錄儀和適配器；

8)將記錄儀中記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)回放軟件中與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，記錄儀中記錄的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的一致性達(dá)到98.4%。造成數(shù)據(jù)一致性沒(méi)有達(dá)到100%的原因之一是記錄儀采集數(shù)據(jù)時(shí)刻和仿真信號(hào)輸出時(shí)刻存在時(shí)間差，或者記錄儀采集數(shù)據(jù)時(shí)刻與仿真信號(hào)跳變時(shí)刻恰好重合，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)值異常；另一個(gè)原因飛參經(jīng)解譯、數(shù)據(jù)去噪后與原始數(shù)據(jù)間的差異。上述差異并不是因?yàn)轱w行數(shù)據(jù)記錄儀自身的設(shè)計(jì)、工藝等缺陷所引起的，且可以較易地通過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)進(jìn)行識(shí)別，不影響對(duì)飛行數(shù)據(jù)記錄儀性能測(cè)試結(jié)果的判定。

4 總結(jié)

區(qū)別于飛行過(guò)程再現(xiàn)、視景再現(xiàn)及故障診斷和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等飛行參數(shù)應(yīng)用，F(xiàn)SMS以總線儀器為載體再現(xiàn)飛行信號(hào)，并用于提高飛行數(shù)據(jù)記錄儀測(cè)試的真實(shí)性、覆蓋性和有效性。系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化集成、集中互聯(lián)接口、時(shí)鐘同步和觸發(fā)、硬件資源模型化、飛參解譯、數(shù)據(jù)去噪、插值平滑、IVI類驅(qū)動(dòng)封裝等多種軟、硬件技術(shù)，可同時(shí)仿真上千路模擬量、離散量和機(jī)載總線量，并保證信號(hào)精度、時(shí)間及量值關(guān)聯(lián)性等。該系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)連續(xù)運(yùn)行、并經(jīng)工程應(yīng)用后，取得了良好的應(yīng)用效果。

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ResearchonMethodofFlightSignalReproductionBasedonBusInstrument

Qiu Changquan, Zhang Yanrong, Yuan Yanrong, Guo Xinyi

(Science and Technology on Space Physics Laboratory, Beijing 100076, China)

Put forward method of flight signal reproduction based on bus instrument, being used for the facticity and effectiveness of function and performance test of flight data recorder. By decoding, elimination of abnormal value, data interpolation and smoothing and anti-decoding of the original flight data, the test instrument was driven to produce signals according to certain time sequence. The signals used as data sources of flight data recorder in ground station. The researched flight signal management system (FSMS)，which included analog, discrete and bus signals, realizes flight signal reproduction and self-checking, ensuring the accuracy of flight signal reproduction. The FSMS included hardware platform and system software. Hardware platform composition and system software architecture were introduced and the key technology of design and implementation were described, such as network integration, centralized interconnection interface, clock synchronization and triggering, hardware resource modeling, flight data decoding, elimination of abnormal value, data interpolation and smoothing, IVI class package, etc. Through on-line test of the system and the flight data recorder of a certain model, the developed function and performance of both software and hardware and accuracy of flight signal reproduction are proved.

flight signal; bus instrument; flight data recorder

2017-07-31；

2017-08-25。

邱長(zhǎng)泉(1984-)，男，遼寧朝陽(yáng)人，博士，高級(jí)工程師，主要從事飛行器測(cè)控與通信、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等方向的研究。

1671-4598(2017)11-0273-03

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.11.069

V217

A