基于can总线的飞行模拟器座舱系统设计

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1、基于CAN总线的飞行模拟器座舱系统设计本文提出了一种基于CAN总线的飞行模拟器座舱系统的设计方案，分析了某型飞机飞行模拟器座舱系统的功能和总体结构，将模拟器座舱内的信号根据种类和分布位置，分成多个总线节点，并给出了节点的硬件和软件设计方法。实践证明，基于CAN总线的飞行模拟器座舱系统具有可靠性高、实用性强、扩展灵活、开发周期短及性价比高等特点。己关键词CAN总线；飞行模拟器；座舱系统；仿真控制V241AThedesignofcabinsystembasedonCAN-busforFlightSimulatorWANGShu-yunGUShu-shanTIANJie-rongLINYa-jun

2、(DepartmentofSimulating,NavyFlyingAcademy,Huludao125001，China)[Abstract】Inthispaper,thecompositionofFlightSimulatorwasexplained.Accordingtothecomplexityofacertainaircraftcabinsimulationandcontrolling,thedesignprojectofcabinsystembasedonCAN-busforFlightSimulatorwasproposed.Thenthefunctionalityandove

3、rallstructureofcabinsystemforFlightSimulatorweredescribed.ThedesigndividedthesimulationcabinsignalsintomanyCAN-busnodesbykindsandpositionaldistributions.Thedesignmethodofhardwareandsoftwarewasdescribed.ThepracticeindicatesthatthecabinsystembasedonCAN-busforFlightSimulatorhasstrongreliability,practi

4、cability,extensibility,reductionindevelopmenttimeandhighratioofperformancetopriceetc.[Keywords]CANbus;FlightSimulator;Cabinsystem;Simulationandcontrolling0引言随着飞行仿真技术的发展，现代飞行模拟训练的独特功能和巨大效益使其成为逐渐实现质量、素质建军的一种重要手段和武器装备研制的重要内容。飞机飞行训练模拟器主要巾座舱系统、振动抖动系统、视景系统、仿真解算系统、评分数据库管理系统、音响系统、教员控制台系统和网络通信接口系统组成。座舱系统作为飞

5、行模拟器的重要组成部分，由于它所采集的信号种类繁多、数量庞大，同时控制对象又比较复杂、并且各个对象、信号是并行、独立地工作，因此如果采用传统的集散式数据管理方式，就需要专门的数据采集卡和运动控制接口卡，采用多条并行信号线，布线繁琐，整套系统就会显得臃肿，设备维修、维护也相当困难，严重影响飞行模拟器的可靠性、稳定性和可扩展性等重要指标。本文所讨论的某型飞机飞行训练模拟器座舱系统采用CAN总线控制技术代替传统的集散式控制系统，实践证明：基于CAN总线系统设计具有结构简单、可靠性高、功能强大、扩展性好的突出优点。1引言CAN总线是德国B0SC11公司80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之

6、间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达1.25Mbps，波特率低于5Kbps时通信距离可长达lOKmo它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持［1］。在目前常用的工业现场总线中，CAN总线是最早具有国际标准的现场总线。同时在所右现场总线中，CAN总线具右实时性好、抗干扰性和可靠性高、机制灵活和易于扩充等优点。另外，由于CAN总线特有的非破坏性的总线竞争仲裁方式，使其具有比其它总线更明显的优势［2］。2座舱系统的模拟与设计本文所讨论的某型飞机"行模拟器座舱系统采用与飞机实际座舱尺

7、寸1:1的比例进行仿真，其设计内容主要包括以下几个方面：操纵系统、操纵负荷系统、指示系统和仪表系统。各系统的功能分别集中于一个CAN总线的控制节点上来实现，上位机是一台工业控制计算机,主要负责对各节点的控制和飞行动力学方程的解算，从而形成一个完整的控制网络［3］。系统结构框图如图1所示。操纵系统该型飞机操纵系统的操纵设备主要存驾驶杆、脚蹬（方向舵）、油门、刹车、变距、鱼鳞片、升降舵调整片、冷气瓶旋钮、高度预选