基于xPC的飞行控制系统半实物仿真设计.pdf

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1、122传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第2期基于xPC的飞行控制系统半实物仿真设计王晓东，董新民，姚崇(1．空军工程大学工程学院，陕西西安7100382．空军第三飞行学院，辽宁锦州121000)摘要：利用Matlab的xPC目标工具在仿真回路中引入飞控计算机、传感器等实物部件，设计了某型飞机飞行控制系统的半实物仿真系统。根据飞行控制系统的原理特点设计了数据采集卡与信号转换处理电路，并在VC6．0环境下对系统软件进行了编制。仿真结果表明：该半实物仿真系

2、统具有较高的仿真置信度和可靠度。关键词：飞行控制系统；xPC目标；半实物仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)02--0122--03S~emi-physicalsi~mudationdesignfI-orflI1igh11tcontrolsystemsbasedonxPCWANGXiao．dong，DONGXin．rain，YAOChong。(1．CollegeofEngineering，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an710038，Chi

3、na；2．TheThirdFlightAcademyofAirForce，Jinzhou121000，China)Abstract：WiththeintroductionofflJightcontrolcomputers，sensorsandotherphysicalcomponentstothesimulationloop，semi—physicalsimulationsystemofantypeofaircraftisdesignedbyxPCtargettoolofMatlab．Dataacquisitioncarda

4、ndsignaltransitionandprocessingcircuitaredesignedaccordingtotheprinciplesandcharacteristicsofflightcontrolsystem．SystemsoftwareisprogammedunderVC6．0．Simulationresultshowsthatthesemi—physicalsimulationsystemhashighconfidenceleve1．Keywords：flightcontrolsystem；xPCta~e

5、t；semi—physicalsimulation0引言机)一目标机(下位机)的技术途径。其中，上位机用于运行半实物仿真是把数学模型、实体模型和系统的实际设Simulink，而下位机用于执行所生成的代码。在xPC目标环备联系在一起运行，组成仿真系统。实时性是进行半实物境下，用户可将安装了Matlab，Simulink和Stateflow软件的仿真的必要前提。从系统的观点来看，因有实物介入仿真PC机作为上位机，用Similink模块和Stateflow图来创建模回路，从而使部件能在满足系统整体性能指标的环境中得型，然后用RTW

6、，Stateflow代码生成器和c编译器来生成到检验，因此是提高系统设计可靠性和研制质量的必要手可执行代码。该代码可以实时地运行在无任何操作系统的段。飞行控制系统半实物仿真是对包括飞控计算机、传标准Pc机上，且执行效率高，具有相当快的运算速度，这感器等实物在内的模拟试验，这种包含飞机关键元部件实样就可以在较短的时间内计算仿真模型，从而可以满足实物在回路的实时仿真更适合于工程研究的情况，可以避免时系统对时间的要求J。飞行控制系统传感器和执行机构建模的困难，克服了由于xPC目标驱动程序通过Simulink设备驱动模块来实某些元部

7、件建模不准而造成的仿真误差，从而提高全系统现，而Simulink设备驱动模块则是一个与用户手写代码相的仿真置信度。本文利用Matlab的xPC工具箱提供的联系的s函数模块。S函数使用一种特殊的调用语法，被双机实时仿真的方法，设计半实物仿真系统。1xPC目标正确地嵌入S函数框架模块中后，就可像Simulink标准模xPC目标是一种用于产品原型开发、测试和配置实时块一样，与Simulink的方程解算器Solver交互，实现其功能系统的PC机解决途径。xPC目标采用了宿主机(上位收稿日期：2010-06-28第2期王晓东，等：基于

8、xPC的飞行控制系统半实物仿真设计1232半实物仿真系统总体设计入电压敏感度范围为112V数；I／O通道数为48D10；定时飞行控制系统的半实物仿真结构示意图如图1所示。为硬件定时(10MHz)；模拟输出分辨率为12bit；模拟输出在上位机上完成仿真模型的搭建(模型在Matlab／Simu