LabVIEW开发航空电子设备嵌入式诊断半物理仿真系统

航电集成系统是现代战争飞机的重要组成部分，包括惯性导航系统、飞行控制系统、机电管理系统和任务计算机等子系统。战机的作战性能与航电系统息息相关，可以说，没有高性能的空电系统，战斗机就没有机会实现高性能。半物理仿真技术是一种将物理对象与在计算机上实现的仿真模型联系起来以共同测试的技术。与整个数学仿真技术相比，它是一种更实用的仿真测试技术。与整个物理演示技术相比，它更容易实现。开发了半物理演示系统具有通用性，为航电系统提供了一个通用的仿真平台，这对航空电子系统的未来发展，特别是在系统开发的早期阶段具有非常重要的意义。

考虑到航空电子系统的复杂性和重要性，提出了一种基于LabVIEW和MATLAB的典型航空电子设备嵌入式诊断半物理系统。

光纤传输系统设计

光纤传输设计采用光纤反射内存板GE5565PIROC。反射内存网络是实时局域网（LAN），其中每台计算机都具有共享内存集合的最新本地副本。这些专用网络专门设计用于提供高确定性数据通信。可以为各种分布式仿真和工业控制应用提供所需的高级定时性能。反射存储器网络得益于通用数据网络，这是由不同需求产生的完全独立的技术，适用于需要确定性、实现简单、软件负载小的应用。

反射存储器提供了跨多个目标共享数据的能力，并满足整个系统的性能和确定性要求。使用反射存储器，可以在不同的目标系统上同时执行仿真模型。输入和输出值在反射内的不同目标系统之间共享。

从机的主要功能是获取计算板的BIT信息和状态图模拟的结果。首先，将状态图模型导入从机，并设置参数（包括注入故障或扰动类型、注入故障时间、计算板采集数据设置）;然后，启动模型，计算板收集数据并处理相应的BIT数据，同时运行状态图模型从状态图模型仿真结果中获取必要的信息。然后显示诊断结果（包括BIT报警显示和测试指示器显示）。最后，将数据传输到主机进行综合诊断。

从机的功能设计主要有以下几个方面：

1）导入状态图模型

由Simulink创建的状态图模型被导入到从属计算机中。通过LabVIEW文件函数将文件路径导入到MATLAB脚本节点作为输入，然后通过MATLAB程序实现状态图模型导入。

2）参数设置

参数设置主要包括：计算板的注入故障或扰动类型、注入时间设置、数据采集参数设置。

a）计算板

计算板采集的数据的端口、波特率、间隔长度通过从机接口设置，然后传递给计算板数据采集处理的子VI，控制子VI的操作，从而实现计算板位数据的采集。

b）状态图模拟

设置故障或干扰注入模式和故障注入的开始时间。这些设置主要通过MATLAB中的SetParam函数实现。

3）计算板收集数据并整理位数据

4）获取状态图仿真结果

运行状态图模型，并获取模型生成的名为“BIT_Result.mat”的文件。获取BIT信息、故障或干扰模式代码、故障总数、可检测故障、BIT报警数、误报数、故障检测率（FDR）、故障隔离率（FIR）、误报率（FAR）等。

5）列出所有注入的故障或干扰

从机采用LabVIEW List Box控制显示注入的故障或扰动，实现了注入故障或扰动的显示，避免了事后注入相同故障或扰动的显示，不仅减少了程序的运行时间，而且使界面显示更加友好。

6）绘制波形

从计算板获取的BIT数据与状态图仿真的BIT数据一起输入LabVIEW波形图控制，实时显示BIT的变化。

7）位信息报警显示

从计算机采用LabVIEW圆形指示器控制，如果BIT值为1，则灯为亮红色，否则灯为绿色。

8）测试指示器显示

将以前获取的每个测试指示器转换为显示的字符串。

9）数据传输

从属计算机的数据通过GE5565PIROC传输到主机。传输数据包括BIT信息和故障或干扰模式。

上位机首先导入由计算板和状态图模拟组成的联合D矩阵，然后开始接收GE5565 PIORC传输的数据，并对数据进行选择和整理。然后诊断传输的BIT数据并进行报警。然后启动D矩阵推理，根据BIT数据和计算板和状态图仿真构成的D矩阵诊断计算板和状态图仿真的工作状态。然后指示系统此时的工作状态（正常工作/故障/不可检测/误报/计算机板故障），并指出故障的位置。最后，计算测试指标（包括：FDR、FIR、FAR等），实现功率板实时诊断推理功能。