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基于虚拟仪器的航电系统仿真平台设计与实现

作　者: 姚旭栋
导　师: 王林
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 虚拟仪器 航电系统 仿真平台 实时仿真 ARINC429 LabVIEW
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


现阶段,某飞机设计院在航电系统开发过程中,需要进行航电系统与非航电子系统的交联试验、接口功能验证以及一系列仿真和测试工作,然而现有的相关设备由于集成度低、开放性和可扩展性差等因素,无法满足航电系统在开发过程中对于仿真测试系统在功能上和性能上的要求。为了向航电系统提供一个良好的仿真激励运行环境,从而满足航电系统在交联试验、接口功能验证以及相关仿真和测试工作中的要求,设计了基于虚拟仪器的航电系统仿真平台。该平台基于美国国家仪器公司(NI)的工业化总线PXI平台以及LabVIEW软件平台,能够对非航电的电源、APU、燃油以及空气子系统进行各种类型的离散量、模拟量和ARINC429总线信号的仿真输入与输出,构建了能应用于半物理仿真的实时仿真子系统,并且实现了可自定义的ARINC429总线数据通讯。此外,该系统在满足航电系统现有试验需求的情况下,采用模块化设计,开放性和可扩展性高,为整套平台的进一步升级和开发打下了良好的基础。本文将首先对航电系统仿真平台的系统架构、信号类型、子系统概况以及虚拟仪器技术进行概述;然后根据航电系统对仿真平台的要求,基于PXI总线系统,构建硬件平台并设计了外围电路;之后,基于LabVIEW软件平台,设计并实现了仿真平台软件系统,详细介绍了电源仿真子系统以及实时仿真子系统的设计思想、软件结构、实现功能等内容;最后,通过使用数据库,实现了可自定义的ARINC429总线通数据仿真。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-18
  1.1 本文研究的目的和意义  9-10
  1.2 航电系统仿真平台现状分析  10-12
  1.3 虚拟仪器技术概述  12-16
    1.3.1 虚拟仪器的概念  12-13
    1.3.2 虚拟仪器的特点  13-14
    1.3.3 LabVIEW 简介  14-15
    1.3.4 LabVIEW 的应用领域  15-16
  1.4 本文研究的主要内容  16-18
第二章 航电系统仿真平台架构  18-29
  2.1 航电系统仿真平台介绍  18-19
  2.2 信号类型及性能指标  19-25
    2.2.1 离散量信号性能指标  19-20
    2.2.2 模拟量信号性能指标  20-25
  2.3 航电系统仿真平台子系统介绍  25-28
    2.3.1 电源仿真子系统  25-26
    2.3.2 APU 仿真子系统  26-27
    2.3.3 燃油仿真子系统  27
    2.3.4 空气仿真子系统  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章 航电系统仿真平台硬件设计与实现  29-47
  3.1 硬件平台概述  29-37
    3.1.1 PXI 总线平台介绍.  29-31
    3.1.2 航电系统仿真平台硬件架构  31-33
    3.1.3 各类型信号的硬件实现  33-37
  3.2 外围电路板的设计与实现  37-45
    3.2.1 调理电路的设计与实现  37-40
    3.2.2 3 倍放大电路的设计与实现  40-42
    3.2.3 高电压放大电路的设计与实现  42-45
  3.3 仿真平台各子系统的硬件实现  45-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章 航电系统仿真平台软件设计与实现  47-57
  4.1 航电系统仿真平台软件概述  47-48
  4.2 电源仿真子系统软件设计与实现  48-52
    4.2.1 电源仿真子系统软件功能介绍  48-49
    4.2.2 电源仿真子系统软件设计  49-50
    4.2.3 电源仿真子系统软件实现方法  50-52
  4.3 实时仿真子系统软件设计与实现  52-56
    4.3.1 RT 项目  53
    4.3.2 上位机程序设计与实现  53-55
    4.3.3 下位机程序设计与实现  55-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 可自定义的ARINC429 总线数据仿真  57-70
  5.1 ARINC429 总线技术介绍  57-58
  5.2 ARINC429 总线数据仿真概述  58-59
  5.3 ARINC429 发送程序软件设计与实现  59-65
  5.4 ARINC429 接收程序软件设计与实现  65-68
  5.5 本章小结  68-70
第六章 总结与展望  70-73
  6.1 总结  70-71
  6.2 展望  71-73
参考文献  73-76
致谢  76-77
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  77-79

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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