簡易型模擬飛行訓(xùn)練器中處理儀表飛行參數(shù)的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種簡易型模擬飛行訓(xùn)練器中處理儀表飛行參數(shù)的方法及系統(tǒng)，訓(xùn)練器主機與儀表的連接采用低速接口，但在驅(qū)動儀表時，對接收到的數(shù)據(jù)采用樣條曲線擬合算法和靈敏度調(diào)節(jié)算法，通過近期的數(shù)據(jù)節(jié)點模擬出高采樣頻率的數(shù)據(jù)序列，之后，根據(jù)步進電機的特性驅(qū)動儀表工作，以獲得良好的平滑感覺，并抵消延遲，避免低采樣率的數(shù)據(jù)直接驅(qū)動儀表帶給人眼的跳躍感。
【專利說明】簡易型模擬飛行訓(xùn)練器中處理儀表飛行參數(shù)的方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及飛行器訓(xùn)練數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別是一種簡易型模擬飛行訓(xùn)練器中處理 儀表飛行參數(shù)的方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在飛行訓(xùn)練器研制中，需要將仿真軟件生產(chǎn)的主要的飛行參數(shù)實時的傳遞到儀表 設(shè)備中，降低信號傳輸延遲的影響，為提高飛行訓(xùn)練器逼真度的關(guān)鍵技術(shù)之一。對于簡易級 的訓(xùn)練器，其延遲主要是來自于數(shù)據(jù)的采集頻率和數(shù)據(jù)在總線上傳輸?shù)臅r間消耗，為了克 服這種延遲，傳統(tǒng)的做法是盡量提高數(shù)據(jù)的采集頻率，并且在硬件上采用專用的高速傳輸 的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這樣造成其成本的高昂，加大了研發(fā)難度。目前低成本的簡易級訓(xùn)練器中流行 使用RS485、USB或CAN等總線，由于這種低成本的總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量有限，必須保證較 低的數(shù)據(jù)采集頻率和傳輸速率來確保能夠接入更多的節(jié)點設(shè)備和穩(wěn)定性，所以基于這種總 線系統(tǒng)的訓(xùn)練器的數(shù)據(jù)傳輸延遲比較明顯，降低了受訓(xùn)者的真實度感官，影響了訓(xùn)練效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種簡易型模擬飛行訓(xùn)練器中處理儀表 飛行參數(shù)的方法及系統(tǒng)，實質(zhì)性地降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t性，提高訓(xùn)練真實度。
[0004] 本發(fā)明解決其問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種簡易型模擬飛行訓(xùn)練器中處理儀表飛行參數(shù)的方法，包括：
[0006] (1)確定延遲時間；
[0007] (2)對于需要采集的飛行參數(shù)，確定相鄰參數(shù)之間的最大差值；
[0008] (3)獲取任一時刻飛行參數(shù)的采樣值；
[0009] (4)用指數(shù)平滑算法根據(jù)延遲時間計算延遲后飛行參數(shù)的預(yù)測值；
[0010] (5)判斷預(yù)測值與采樣值之差是否小于最大差值，并根據(jù)對比結(jié)果獲取最終的預(yù) 測終值；
[0011] (6)采用樣條曲線擬合算法模擬出采樣值與預(yù)測終值之間高采樣頻率的數(shù)據(jù)序 列；
[0012] (7)根據(jù)此數(shù)據(jù)序列驅(qū)動步進電機控制儀表由采樣值到預(yù)測終值進行轉(zhuǎn)動。
[0013] 進一步，所述延遲時間包括數(shù)據(jù)傳輸階段的延遲和儀表表頭中指針指示到位所需 要的時間。
[0014] 進一步，所述確定相鄰參數(shù)之間的最大差值時，通過模塊軟件控制訓(xùn)練器模擬若 干數(shù)目的典型飛行動作，同時設(shè)置采樣頻率，采集一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)序列，統(tǒng)計數(shù)據(jù)序列中 相鄰數(shù)據(jù)的差異，找出最大差值。
[0015] 進一步，所述步驟（4)中，采用三次指數(shù)平滑算法計算預(yù)測值。
[0016] 進一步，所述步驟出）中采用三次樣條曲線擬合算法還原出高采樣頻率的數(shù)據(jù)序 列。
[0017] 進一步，所述步驟（7)中，根據(jù)公式T = δ APt-Pc)控制步進電機每次步進的時 間間隔，其中，S為靈敏度系數(shù)，Pt為目標(biāo)角位移值，Pc為當(dāng)前角位移值，T為計算所得的 時間間隔，且S通過以下兩個等式獲?。?br>
【權(quán)利要求】
1. 簡易型模擬飛行訓(xùn)練器中處理儀表飛行參數(shù)的方法，其特征在于，包括： (1) 確定延遲時間； (2) 對于需要采集的飛行參數(shù)，確定相鄰參數(shù)之間的最大差值； (3) 獲取任一時刻飛行參數(shù)的采樣值； (4) 用指數(shù)平滑算法根據(jù)延遲時間計算延遲后飛行參數(shù)的預(yù)測值； (5) 判斷預(yù)測值與采樣值之差是否小于最大差值，并根據(jù)對比結(jié)果獲取最終的預(yù)測終 值； (6) 采用樣條曲線擬合算法模擬出采樣值與預(yù)測終值之間高采樣頻率的數(shù)據(jù)序列； (7) 根據(jù)此數(shù)據(jù)序列驅(qū)動步進電機控制儀表由采樣值到預(yù)測終值進行轉(zhuǎn)動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述延遲時間包括數(shù)據(jù)傳輸階段的延遲 和儀表表頭中指針指示到位所需要的時間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定相鄰參數(shù)之間的最大差值時，通 過模塊軟件控制訓(xùn)練器模擬若干數(shù)目的典型飛行動作，同時設(shè)置采樣頻率，采集一段時間 內(nèi)的數(shù)據(jù)序列，統(tǒng)計數(shù)據(jù)序列中相鄰數(shù)據(jù)的差異，找出最大差值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（4)中，采用三次指數(shù)平滑算法 計算預(yù)測值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（6)中采用三次樣條曲線擬合算 法還原出高采樣頻率的數(shù)據(jù)序列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（7)中，根據(jù)公式Τ = δ / (Pt-Pc)控制步進電機每次步進的時間間隔，其中，δ為靈敏度系數(shù)，Pt為目標(biāo)角位移值,Pc為 當(dāng)前角位移值，T為計算所得的時間間隔，且δ通過以下兩個等式獲?。?br> 式1 : 式2 : 其中，fh和L3為步進電機的已知參數(shù)，fh為步進電機轉(zhuǎn)動最快時的脈沖間隔時間，m 為與fh相對應(yīng)的步長，即角位移值，L3為步進電機由高速轉(zhuǎn)動到停止時所需的最小減速時 間。
7. 簡易型模擬飛行訓(xùn)練器中處理儀表飛行參數(shù)的系統(tǒng)，其特征在于，包括模擬主機，所 述模塊主機通過低速接口與儀表連接，所述儀表由步進電機驅(qū)動運轉(zhuǎn)，所述主機采用權(quán)利 要求1一 6任一所述的方法驅(qū)動步進電機控制儀表運轉(zhuǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述低速接口包括普通串口或者USB接 □。
【文檔編號】G06F19/00GK104063590SQ201410267708
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】楊實, 楊正, 白楊, 王治宇 申請人:珠海翔翼航空技術(shù)有限公司