本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種工程模擬器的操作與顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工程模擬器是對飛機(jī)的飛行品質(zhì)、控制律和任務(wù)包線等進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究的必要設(shè)備。其基本原理是利用盡可能逼真的飛行環(huán)境，通過具有豐富飛行經(jīng)驗(yàn)的飛行員或工程技術(shù)人員操縱模擬器，觀察飛行顯控設(shè)備和儀表，感受座艙外視景、音響等來評定飛行性能和飛行品質(zhì)，對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出修改意見。在此過程中，飛行員主要通過顯示系統(tǒng)獲取飛行信息，了解飛機(jī)當(dāng)前狀態(tài)，從而對飛行任務(wù)的執(zhí)行做出判斷。因此顯示系統(tǒng)最直觀地影響著工程模擬器的質(zhì)量和評估效果。目前，工程模擬器的顯示系統(tǒng)或采用機(jī)載設(shè)備，設(shè)計(jì)復(fù)雜，使用經(jīng)費(fèi)高；或采用仿真設(shè)備，設(shè)計(jì)過于簡單，與型號飛機(jī)設(shè)計(jì)相差過大，影響評估結(jié)論。
本發(fā)明正是意在設(shè)計(jì)一種工程模擬器的顯控方法，既可采用機(jī)載設(shè)備，也可采購仿真設(shè)備，利用軟件模擬實(shí)現(xiàn)機(jī)載顯示系統(tǒng)控制處理單元的功能，及時(shí)跟進(jìn)機(jī)載顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)更新軟件功能，從而在功能上接近機(jī)載系統(tǒng)，提高評估結(jié)果的真實(shí)性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是：為工程模擬器試驗(yàn)過程中飛行品質(zhì)特性的評估提供一種顯控方法，包括顯示設(shè)備、顯示控制處理模擬系統(tǒng)，以及外部飛行特性模擬系統(tǒng)。在功能上接近機(jī)載顯示系統(tǒng)，減少工程模擬器開發(fā)經(jīng)費(fèi)，簡化機(jī)載系統(tǒng)復(fù)雜程度，提高評估結(jié)果的真實(shí)性。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種工程模擬器的操作與顯示系統(tǒng)，包括顯示操作裝置(1)、顯控計(jì)算機(jī)(2)、飛行模擬計(jì)算機(jī)(3)，其中,顯示操作裝置(1)與顯控計(jì)算機(jī)(2)間用總線連接并實(shí)現(xiàn)其通訊，同時(shí)用視頻線連接；顯控計(jì)算機(jī)(2)與飛行模擬計(jì)算機(jī)(3)之間用網(wǎng)絡(luò)連接并實(shí)現(xiàn)其通訊；
其特征在于：
顯示操作裝置(1)包括顯示設(shè)備和控制面板，用于接受飛行員操作，將飛行員操縱指令數(shù)字信號通過GJB289A總線發(fā)送到顯控計(jì)算機(jī)(2)，并通過GJB289A總線反饋顯示狀態(tài),便于飛行員及時(shí)了解當(dāng)前飛機(jī)狀態(tài)；顯示操作裝置(1)與顯控計(jì)算機(jī)(2)之間用視頻線連接，傳輸VGA視頻信號或DVI視頻信號；控制面板可采用虛擬觸摸屏或?qū)嵨锓抡妫?/p>
顯控計(jì)算機(jī)(2)用于顯示解算和顯示驅(qū)動，包括采集、解算規(guī)則和顯示模塊，根據(jù)事先植入的邏輯規(guī)則對接收到的操作指令進(jìn)行判斷，如果判斷該操作指令可執(zhí)行，則按照該操作指令進(jìn)入相應(yīng)工作模態(tài)；如果判斷該操作指令目前無法執(zhí)行，則向顯示操作裝置反饋工作模態(tài)未接通的信息；
飛行模擬計(jì)算機(jī)(3)用于模擬飛機(jī)本體的飛行狀態(tài)，用高速網(wǎng)線連接顯控計(jì)算機(jī)(2)，發(fā)送飛機(jī)狀態(tài)信息。
其中，顯控計(jì)算機(jī)(2)中的邏輯規(guī)則具體為：
第一步：飛行員在顯示操作裝置(1)的控制面板上進(jìn)行操作，控制面板將飛行員操作處理為操作指令數(shù)字信號，并通過總線發(fā)送給顯控計(jì)算機(jī)(2)；
第二步：顯控計(jì)算機(jī)(2)的采集模塊根據(jù)事先植入的接通邏輯規(guī)則對接收到的操作指令初步判斷是否為合法操作指令，并將合法操作指令傳送給解算規(guī)則模塊，將非法操作指令反饋給控制面板，使其狀態(tài)跳轉(zhuǎn)回飛行員該次非法操作前的狀態(tài)；
第三步：顯控計(jì)算機(jī)(2)的解算規(guī)則模塊根據(jù)合法操作指令，結(jié)合當(dāng)前飛行階段、自身故障狀態(tài)、工作模態(tài)以及接通需要滿足的制約條件綜合判斷是否可執(zhí)行該操作指令，如果判斷該操作指令可執(zhí)行，則按照該操作指令進(jìn)入相應(yīng)工作模態(tài)；如果判斷該操作指令目前無法執(zhí)行，則向采集模塊反饋模態(tài)未接通的信息；具體為：
首先進(jìn)行顯控計(jì)算機(jī)通信故障判斷，如果通信有故障，則判斷該操作指令目前無法執(zhí)行；如果通信無故障，則進(jìn)行以下判斷：
A、若操作指令為加載工作模態(tài)，則需要判斷飛機(jī)當(dāng)前是否處于加電初始化，飛機(jī)其他系統(tǒng)處于地面狀態(tài)；如果是，則判斷該操作指令可執(zhí)行；如果否，則判斷該操作指令目前無法執(zhí)行；
B、若操作指令為接通起飛、巡航或著陸工作模態(tài)，則需要判斷飛行模擬計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)當(dāng)前是否工作于相應(yīng)模式下；如果是，則判斷該操作指令可執(zhí)行；如果否，則判斷該操作指令目前無法執(zhí)行；
C、若操作指令為任務(wù)工作模態(tài)，則需要判斷氣壓高度、指示空速、飛機(jī)俯仰、飛機(jī)滾轉(zhuǎn)、飛機(jī)過載和攻角是否正常；如果是，則判斷該操作指令可執(zhí)行；如果否，則判斷該操作指令目前無法執(zhí)行；
第四步：顯控計(jì)算機(jī)(2)的顯示模塊根據(jù)工作模態(tài)的狀態(tài)，以及收到的飛行信息驅(qū)動顯示操作裝置正確顯示：如果模態(tài)已接通，則顯示操作裝置顯示選擇的工作模態(tài)已接通，進(jìn)入相應(yīng)的畫面；如果工作模態(tài)未接通，則控制顯示操作裝置顯示跳轉(zhuǎn)回飛行員該次操作前的狀態(tài)；工作模態(tài)包括加載、起飛、巡航、任務(wù)、著陸模態(tài)；
第五步：顯示操作裝置將當(dāng)前的工作模態(tài)實(shí)時(shí)顯示給飛行員。
所述的第二步中，接通邏輯規(guī)則為：
1)判斷輸入指令時(shí)的模態(tài)是否與所對應(yīng)工作模態(tài)一致，如果是，則為合法操作指令，進(jìn)入第2)步，如果不是，則為非法操作指令，進(jìn)入第3)步；
2)判斷操作指令輸入的參數(shù)值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，如果是，則操作指令滿足接通邏輯規(guī)則，將該合法操作指令發(fā)送給解算規(guī)則模塊；如果不是，則操作指令不滿足接通邏輯規(guī)則，則為非法操作指令，進(jìn)入第3)步；
3)出現(xiàn)非法操作指令后，解算規(guī)則模塊通過采集模塊反饋給顯示操作裝置控制信號，使其顯示跳轉(zhuǎn)回飛行員該次非法操作前的狀態(tài)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：與機(jī)載顯示系統(tǒng)相比，顯示內(nèi)容集中，簡化機(jī)載系統(tǒng)的復(fù)雜程度，減少與試驗(yàn)評估無關(guān)內(nèi)容，提高試驗(yàn)人員評估關(guān)注度；
與常規(guī)工程模擬器的顯示系統(tǒng)相比，本發(fā)明顯示設(shè)備接口統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，可重用性強(qiáng)，設(shè)備實(shí)現(xiàn)方式既可采用實(shí)物也可采用虛擬方式；本發(fā)明具有較好的可重構(gòu)性和擴(kuò)展性，隨試驗(yàn)內(nèi)容便于及時(shí)擴(kuò)展，及時(shí)進(jìn)行軟硬件升級更新。
附圖說明
圖1為顯示方法連接示意圖。圖中，(1)為顯示操作裝置、(2)為顯控計(jì)算機(jī)、(3)為飛行模擬計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
設(shè)計(jì)思路：飛機(jī)控制律設(shè)計(jì)是一個反復(fù)迭代的過程。常常需要借助工程模擬器開展品模試驗(yàn)，通過具有豐富飛行經(jīng)驗(yàn)的試驗(yàn)人員(飛行員或工程技術(shù)人員)操縱品模試驗(yàn)臺，觀察飛行顯控儀表，評定飛行系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出修改意見。在此過程中，品模試驗(yàn)中的顯示系統(tǒng)直接反映出飛機(jī)控制律狀態(tài)，影響系統(tǒng)的評估。本發(fā)明正是意在設(shè)計(jì)一種工程模擬器的顯示方法，既可采用機(jī)載設(shè)備，也可采購仿真設(shè)備，利用軟件模擬實(shí)現(xiàn)機(jī)載顯示系統(tǒng)控制處理單元的功能，及時(shí)跟進(jìn)機(jī)載顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)更新軟件功能，從而在功能上接近機(jī)載系統(tǒng)，提高評估結(jié)果的真實(shí)性。
具體實(shí)現(xiàn)方式：本發(fā)明的一種工程模擬器的操作與顯示系統(tǒng)，包括顯示操作裝置(1)、顯控計(jì)算機(jī)(2)、飛行模擬計(jì)算機(jī)(3)，其中,顯示操作裝置(1)與顯控計(jì)算機(jī)(2)間用總線連接并實(shí)現(xiàn)其通訊，同時(shí)用視頻線連接；顯控計(jì)算機(jī)(2)與飛行模擬計(jì)算機(jī)(3)之間用網(wǎng)絡(luò)連接并實(shí)現(xiàn)其通訊；其中，
顯示操作裝置(1)包括顯示設(shè)備和控制面板，用于接受飛行員操作，將飛行員操縱指令數(shù)字信號通過GJB289A總線發(fā)送到顯控計(jì)算機(jī)(2)，并通過GJB289A總線反饋顯示狀態(tài),便于飛行員及時(shí)了解當(dāng)前飛機(jī)狀態(tài)；顯示操作裝置(1)與顯控計(jì)算機(jī)(2)之間用視頻線連接，傳輸VGA視頻信號或DVI視頻信號；控制面板可采用虛擬觸摸屏或?qū)嵨锓抡妫?/p>
顯控計(jì)算機(jī)(2)用于顯示解算和顯示驅(qū)動，包括采集、解算規(guī)則和顯示模塊，根據(jù)事先植入的邏輯規(guī)則對接收到的操作指令進(jìn)行判斷，如果判斷該操作指令可執(zhí)行，則按照該操作指令進(jìn)入相應(yīng)工作模態(tài)；如果判斷該操作指令目前無法執(zhí)行，則向顯示操作裝置反饋工作模態(tài)未接通的信息；
飛行模擬計(jì)算機(jī)(3)用于模擬飛機(jī)本體的飛行狀態(tài)，用高速網(wǎng)線連接顯控計(jì)算機(jī)(2)，發(fā)送飛機(jī)狀態(tài)信息。
其中，顯控計(jì)算機(jī)(2)中的邏輯規(guī)則具體為：
第一步：飛行員在顯示操作裝置(1)的控制面板上進(jìn)行操作，控制面板將飛行員操作處理為操作指令數(shù)字信號，并通過總線發(fā)送給顯控計(jì)算機(jī)(2)；
第二步：顯控計(jì)算機(jī)(2)的采集模塊根據(jù)事先植入的接通邏輯規(guī)則對接收到的操作指令初步判斷是否為合法操作指令，并將合法操作指令傳送給解算規(guī)則模塊，將非法操作指令反饋給控制面板，使其狀態(tài)跳轉(zhuǎn)回飛行員該次非法操作前的狀態(tài)；
第三步：顯控計(jì)算機(jī)(2)的解算規(guī)則模塊根據(jù)合法操作指令，結(jié)合當(dāng)前飛行階段、自身故障狀態(tài)、工作模態(tài)以及接通需要滿足的制約條件綜合判斷是否可執(zhí)行該操作指令，如果判斷該操作指令可執(zhí)行，則按照該操作指令進(jìn)入相應(yīng)工作模態(tài)；如果判斷該操作指令目前無法執(zhí)行，則向采集模塊反饋模態(tài)未接通的信息；具體為：
首先進(jìn)行顯控計(jì)算機(jī)通信故障判斷，如果通信有故障，則判斷該操作指令目前無法執(zhí)行；如果通信無故障，則進(jìn)行以下判斷：
A、若操作指令為加載工作模態(tài)，則需要判斷飛機(jī)當(dāng)前是否處于加電初始化，飛機(jī)其他系統(tǒng)處于地面狀態(tài)；如果是，則判斷該操作指令可執(zhí)行；如果否，則判斷該操作指令目前無法執(zhí)行；
B、若操作指令為接通起飛、巡航或著陸工作模態(tài)，則需要判斷飛行模擬計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)當(dāng)前是否工作于相應(yīng)模式下；如果是，則判斷該操作指令可執(zhí)行；如果否，則判斷該操作指令目前無法執(zhí)行；
C、若操作指令為任務(wù)工作模態(tài)，則需要判斷氣壓高度、指示空速、飛機(jī)俯仰、飛機(jī)滾轉(zhuǎn)、飛機(jī)過載和攻角是否正常；如果是，則判斷該操作指令可執(zhí)行；如果否，則判斷該操作指令目前無法執(zhí)行；
第四步：顯控計(jì)算機(jī)(2)的顯示模塊根據(jù)工作模態(tài)的狀態(tài)，以及收到的飛行信息驅(qū)動顯示操作裝置正確顯示：如果模態(tài)已接通，則顯示操作裝置顯示選擇的工作模態(tài)已接通，進(jìn)入相應(yīng)的畫面；如果工作模態(tài)未接通，則控制顯示操作裝置顯示跳轉(zhuǎn)回飛行員該次操作前的狀態(tài)；工作模態(tài)包括加載、起飛、巡航、任務(wù)、著陸模態(tài)；
第五步：顯示操作裝置將當(dāng)前的工作模態(tài)實(shí)時(shí)顯示給飛行員。
所述的第二步中，所述的接通邏輯規(guī)則為：
1)判斷輸入指令時(shí)的模態(tài)是否與所對應(yīng)工作模態(tài)一致，如果是，則為合法操作指令，進(jìn)入第2)步，如果不是，則為非法操作指令，進(jìn)入第3)步；
2)判斷操作指令輸入的參數(shù)值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，如果是，則操作指令滿足接通邏輯規(guī)則，將該合法操作指令發(fā)送給解算規(guī)則模塊；如果不是，則操作指令不滿足接通邏輯規(guī)則，則為非法操作指令，進(jìn)入第3)步；
3)出現(xiàn)非法操作指令后，解算規(guī)則模塊通過采集模塊反饋給顯示操作裝置控制信號，使其顯示跳轉(zhuǎn)回飛行員該次非法操作前的狀態(tài)。