一种用于飞行模拟系统的并行计算和分布式控制方法

摘要

本发明公开了一种用于飞行模拟系统的并行计算和分布式控制方法，飞行模拟系统包括主控节点、仿真计算节点、仪表显示节点、教员控制台节点、视景系统节点、运动系统节点、操纵负荷系统节点和接口节点，通过反射内存实时网络连接，所述仿真计算节点、仪表显示节点和视景系统节点通过千兆以太网构成二级网络；通过并行计算分别实现仿真系统、教员控制台系统、多通道视景系统、操纵负荷系统和运动系统的计算，通过分布式控制技术将执行不同任务的计算机进行综合调度，同步计算时钟，共享数据信息实现系统的统一调度。降低整机成本，减小整机的设计风险，对提高系统的可扩展性和故障处理能力有着非常重要的价值。

主权项

一种用于飞行模拟系统的并行计算和分布式控制方法，其特征在于：飞行模拟系统包括主控节点、仿真计算节点、仪表显示节点、教员控制台节点、视景系统节点、运动系统节点、操纵负荷系统节点和接口节点，通过反射内存实时网络连接，所述仿真计算节点、仪表显示节点和视景系统节点通过千兆以太网构成二级网络；所述主控节点是系统的核心节点，其中运行实时控制管理软件，实现网络资源管理、数据传输管理、时钟控制和生成；所述仿真计算节点包括一个千兆以太网二级网络、气动模型和大气环境仿真计算机、飞机系统仿真计算机和航电系统仿真计算机，所述气动模型和大气环境仿真计算机既与中心实时网络连接，又通过以太网交换机与位于二级网络的飞机系统仿真计算机和航电系统仿真计算机连接，实现并行计算和控制；教员控制台节点负责提供教员控制界面，对仿真进程进行调整、设定起降机场、控制天气环境因素、设置故障、调取课程计划、进行飞行评估；仪表显示节点主要为位于驾驶舱的主飞行显示器、多功能飞行显示器、集成式备用仪表和其他机载仪器设备提供显示画面支持，由于需要输出多个分离的画面，因此需要组成一个二级网络，各仪表计算机实时接收来自主干网络的显示数据，并行计算输出显示画面并提供相应的反馈；视景系统节点包含一个二级网络，通过以太网交换机连接，分别为三个视景通道的投影机提供显示信号，并且运行边缘融合几何校正软件，实现三个投影画面的视觉校正和无缝融合；运动系统节点解算六自由度运动系统中各个作动器的驱动数据，通过控制器实现运动系统的控制；操纵负荷系统节点为操纵负荷系统的力矩电机提供驱动信号，实现自动驾驶仪接通情况下，飞行控制组件的自动运动，实现在人工操作状态下在不同气动加载状态下实时地反应操纵杆力；接口节点通过CAN总线与驾驶舱的控制板和操纵组件连接，实时地采集模拟量和数字量，并且驱动驾驶舱内数码管、状态指示灯输出组件。