飛行控制系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、“飛機(jī)數(shù)字化工程”是我國(guó)航空工業(yè)部門針對(duì)飛機(jī)傳統(tǒng)研制方法存在的各種問(wèn)題而啟動(dòng)的一項(xiàng)重要工程，其目的是通過(guò)該工程的研究推動(dòng)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在飛機(jī)研制中的應(yīng)用，解決傳統(tǒng)研制方法存在的質(zhì)量低、周期長(zhǎng)和花費(fèi)大等問(wèn)題。飛控系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)是“飛機(jī)數(shù)字化工程”的重要組成部分，本文對(duì)此開(kāi)展了深入的研究。
　　 首先，提出飛控系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)工程的總體方案。具體包括：①給出數(shù)字化設(shè)計(jì)的概念，結(jié)合飛控系統(tǒng)特點(diǎn)及其傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法提出飛控系統(tǒng)分層數(shù)字化設(shè)計(jì)思

2、路；②在此基礎(chǔ)上研究飛控系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境的功能結(jié)構(gòu)，并將其劃分為頂層設(shè)計(jì)數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境、領(lǐng)域工程層次數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境及輔助功能環(huán)境三部分；③在研究分析當(dāng)前技術(shù)的基礎(chǔ)上，分別確定三部分的設(shè)計(jì)建模語(yǔ)言以及基于COTS技術(shù)的搭建方案。
　　 第二，對(duì)項(xiàng)層數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)中的若干關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行深入研究。具體包括：①以飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為背景研究頂層數(shù)字化設(shè)計(jì)核心建模語(yǔ)言SysML的規(guī)范及圖符；②深入分析SysML模型的體系結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理及底層代碼

3、組成，在此基礎(chǔ)上給出基于SysML與Simulink的飛控系統(tǒng)概念樣機(jī)組成方案，并研究SysML模型與Simuilnk模型之間的協(xié)同仿真及仿真可視化原理及實(shí)現(xiàn)；③在飛控系統(tǒng)傳統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合SysML特點(diǎn)研究并設(shè)計(jì)飛控系統(tǒng)頂層數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程模型；
　　 第三，對(duì)領(lǐng)域工程層次的軟件數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行深入的研究。具體包括：①以飛控軟件數(shù)字化設(shè)計(jì)為背景研究軟件數(shù)字化設(shè)計(jì)建模語(yǔ)言UML的規(guī)范及圖符；②基于UML與SysML的

4、同源性，在裁剪基于SysML頂層數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)基于UML的飛控軟件(或其它機(jī)載應(yīng)用軟件)數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程模型；③研究飛控軟件UML模型向特定目標(biāo)平臺(tái)源代碼轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素--OXF框架適配器工作原理，并設(shè)計(jì)針對(duì)ArmLinux平臺(tái)的適配器；
　　 第四，對(duì)支持頂層數(shù)字化設(shè)計(jì)的文檔自動(dòng)生成技術(shù)和模型數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)行深入的研究。具體包括：①研究確定項(xiàng)層數(shù)字化設(shè)計(jì)文檔自動(dòng)生成方案，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)與頂層數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程模型相匹

5、配的文檔模板；②在研究分析飛控系統(tǒng)項(xiàng)層數(shù)字化設(shè)計(jì)產(chǎn)生的各類模型基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)項(xiàng)層數(shù)字化設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；
　　 第五，以案例無(wú)人機(jī)Predator的飛控系統(tǒng)PFCS為對(duì)象進(jìn)行了數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐。首先進(jìn)行頂層數(shù)字化設(shè)計(jì)，得到運(yùn)行正確且滿足設(shè)計(jì)要求的Predator飛控系統(tǒng)概念樣機(jī)；然后基于PFCS概念樣機(jī)中的相關(guān)模塊對(duì)飛控軟件進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，得到滿足設(shè)計(jì)要求的Predator飛控軟件UML模型及軟件代碼。
　　 最后，對(duì)研