基于Matlab的飞行显示告警系统仿真方法研究

摘要

飞行显示告警系统（Flight Display Alerting System)是民用飞机上驾驶舱内机组人员了解飞机各系统状态和系统异常情况的关键系统。对该系统的设计一直是各个民用飞机设计单位的研究重点。其复杂的内部逻辑以及与飞机各系统间庞大的数据交联关系，增大了其设计和验证的难度。在这个背景下，本研究开展了对飞行显示告警系统进行建模仿真的研究。　　在对飞行显示告警系统进行建模仿真的过程中，研究人员面临着如何便捷地对具有极多输入信号的庞大系统进行赋值、如何高效地对复杂的逻辑语句进行建模以及如何对多个相似模型进行测试等一系列问题。本文基于MATLAB软件及其Simulink工具提出了解决方案，解决了这些问题。研究制定出一套建模的方案，选用了时间序列方法对输入变量进行批量赋值；解决了对复杂逻辑进行建模的方法;通过模型引用技术，对相同的逻辑模型进行了引用，提高了建模的效率。　　本研究在分析了建模仿真需求的基础上，提出了建立两个平台的方案，即仿真平台和模型调试与运行平台，并采用两平台相结合的方法完成建模仿真的工作。仿真平台实现了包括对模型框架的建立、对简单逻辑模型的建立及复杂逻辑模型的建模及重用，同时仿真平台也规范了输入变量的赋值配置方法。仿真平台的设计上重点考虑了模型输入变量环境、各系统间统一的建模架构以及仿真结果的保存等问题。仿真平台通过Simulink开发，并与模型调试与运行平台进行着紧密的数据传递。模型调试与运行平台的功能包括了对模型配置文件及输入变量测试用例文件的读取和加载、模型输入变量的查看及编辑、模型版本的控制及运行的管理、模型结果的集中展示等。模型调试与运行平台的设计上重点考虑了对仿真模型进行运行环境的配置、输入变量的赋值、仿真结果的处理以及分析等问题。模型调试与运行平台是基于MATALB GUI用户图形界面工具开发的，其功能是通过用户图形界面的前端控件以及后端代码共同完成的，能对外部数据及仿真平台的运行结果数据进行集中地处理及分析。　　本研究对整个建模仿真平台进行了测试和验证。采用了对比实验的方法对仿真平台的核心仿真方法进行了测试。测试的结果表明，仿真平台使用的仿真方法是正确有效的；同时从测试结果中还获得了一些有价值的结论，作为后续的研究目标和参考。采用了分块验证的策略对模型调试与运行平台进行了测试和验证，验证的要点包括功能的正确性以及程序的可靠性与稳定性。结果表明，该平台能够正常完成设计的功能，可以实现与仿真平台良好的协同工作，提升仿真的工作效率。整个过程对整套的仿真方法和工具进行了全面的测试和验证。可以说，本项目的仿真方法和工具能够满足对项目的任务需求，其仿真的方法值得推广和借鉴。　　本文通过完成了需求分析、设计与实现、测试与验证的整套流程，完成了对飞行告警显示系统建模仿真方法的研究。整套方法在满足建模仿真需求的基础上，具有一定的价值，对于该系统以及其他的建模仿真工作都具有较高的参考价值。

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