虚拟仪器软件技术

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1、基于虚拟仪器LabWindows/CVI在飞行模拟器中的应用研究张连福（计算机与信息工程学院08级自动化1班学号：20082281）摘要:虚拟仪器是一个利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。本文在深入分析系统的硬件结构的前提下，提出采用软件设计的方法，实现操纵负荷系统信号的采集、控制TCP通信，自动参数测试等功能。实际使用表明：该系统操作方便，人机界面友好，工作性能稳定可靠，为模拟飞行器的检测维修提供强有力的技术支持。关键词:虚拟仪器，Lab/WindowsCVI，

2、飞行模拟器，数据采集ApplicationResearchaircraftsimulatorbasedonLabWindows/CVIAbstract：Virtualinstrumentistheuseofahighperformancemodularhardware,combinedwithefficientandflexiblesoftwaretocompleteavarietyoftest,measurementandautomationapplications.Basedonin-depthana

3、lysisofthehardwarestructureofthesystemunderthepremiseandthentherealizationofsomefunctionsusingsoftware，forinstance，load-operatingsystem'ssignalcollection，controlTCPmodelcommunication，automaticparameterstestsetcisdescribed.Practicalapplicationstestthatthes

4、ystemhassomeadvantages，suchasconvenientoperation，friendlyman-machineinterface，theperformanceofstable&reliableworking，whichgivesapowerfultechnicalsupportofaircraftsimulatordetectionandmaintenance.Keywords：virtualinstrument；LabWindows/CVI；aircraftsimulator；

5、datacollection为了满足基于教学工作过程需要，凸现航空特色，创设集“教、学、做”一体化的教学情境环境，开发了运5简易飞行模拟器设备，该项目以真实的运5飞机为载体，以LabWindows/CVI为开发环境，主要面向学生演示飞机的飞行的姿态（纵向、升降、倾向、俯仰、横滚和航向）以及飞行过程中各种仪器仪表的变化，使学生对飞机的飞行原理以及驾驶技术具有一定了解，使其在模拟器上完成简单的飞行操作。1系统结构由于该模拟器仅用于教学，参观演示，仅涉及了飞机飞行过程一些飞机飞行过程中的必须设备和必须功能，因此

6、，对模拟器简易化处理后，它主要包括仪表控制系统、操纵负荷系统和视景环境模拟系统，该飞行器控制系统[7]框图如图1所示。模拟仪表驱动系统视景仿真系统操纵负荷计算机I/O接口控制板电动负荷系统座舱操纵机构电源操纵模拟控制系统5图1飞行模拟器控制系统框图1.1操纵模拟控制系统操纵模拟控制系统又称操纵负荷系统，是整个项目的核心，主要为飞行员提供逼真的座舱操纵感觉。座舱操纵感觉是飞行员移动操纵感觉时的负荷感觉，它受到操纵面偏转的影响，并由此产生操纵输入引起飞机的响应。操纵负荷系统分为操纵负荷装置和飞机操纵系统模型两

7、部分。其中，操纵负荷装置用于产生实际的模拟器座舱操纵力；飞行操纵系统模型用于仿真给定条件下特定飞机操纵系统的各种力的形成。通过这两部分的集成，仿真实现所需的座舱操纵力，从而产生操纵力的感觉，这种感觉与飞行员在真实飞机中的体验感觉相似。运5模拟器的操纵负荷系统采用电动系统，该系统包括两个主要的子系统：操纵负荷计算机子系统和操纵负荷装置子系统。前者用于计算飞机飞行操纵系统以及作动器控制回路的数学模型，控制器的输出提供驱动作动器通道的控制信号；而后者用于将控制信号转换为电动作动器的运动，驱动座舱操纵装置。1.2

8、模拟仪表控制系统运5模拟器仪表控制系统是运5模拟器的重要组成部分。该系统主要实现运5飞机在模拟飞行状态时，各个仪表在操纵系统作用下的指示，让操作者有身临其境的感觉。运5简易模拟器采用运5飞机上的真实仪表，座舱内基本保持运5飞机结构不变。整个仪表控制系统的驱动信号由模拟信号控制系统和气压信号控制系统构成，它结合视景及音响实时显示飞机的飞行姿态以及所处的高度等。1.33D环幕视景仿真系统3D环幕视景系统主要由两部分组成：一是舵通道