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航空電子接口信息提取及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法的實現(xiàn)_畢業(yè)設(shè)計論文-在線瀏覽

2024-10-28 17:02本頁面
  

【正文】 ............................................................................. 24 ARINC429 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法設(shè)計 .......................................................................... 26 多線程安全訪問設(shè)計 ............................................................................................... 28 多線程安全訪問控件設(shè)計 ................................................................................ 28 多線程安全訪問公共方法設(shè)計 ........................................................................ 30 用戶界面詳細(xì)設(shè)計 ................................................................................................... 30 6 系統(tǒng)實現(xiàn) ......................................................................................................................... 34 XML 文檔解析方法實現(xiàn) .......................................................................................... 34 公用轉(zhuǎn)換算法類的實現(xiàn) ........................................................................................... 35 公用置位 SetBit 方法實現(xiàn) ................................................................................ 35 公用取位 GetBit 方法實現(xiàn) ................................................................................ 36 多線程安全訪問的實現(xiàn) ........................................................................................... 37 不同脈沖信號實現(xiàn) ................................................................................................... 39 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文) VI 測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 Excel 的實現(xiàn) ................................................................................ 40 測試數(shù)據(jù)通過 Matlab 繪制圖像實現(xiàn) ..................................................................... 41 7 系統(tǒng)測試 ......................................................................................................................... 43 靜態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換測試 ................................................................................................... 43 動態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換測試 ................................................................................................... 45 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 48 致 謝 ................................................................................................................................. 49 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文) 1 1 緒 論 航空總線技術(shù)是 航空電子綜合化的支撐技術(shù) ,飛機(jī)上各個子系統(tǒng)之間的信息交換和資源共享都需要它來負(fù)責(zé),同時它也是航空電子綜合化系統(tǒng)的核心部分, 是飛機(jī)航電系統(tǒng)的 神經(jīng)中樞。由于航空總線在航空電子綜 合化系統(tǒng)中的重要地位,航空總線的可靠和穩(wěn)定性便變得尤為重要, 針對目前多種航空總線在現(xiàn)代飛機(jī)中的大量使用,如何高效準(zhǔn)確地對復(fù) 雜航電系統(tǒng)進(jìn)行綜合測試,日益成為航空總線測試領(lǐng)域研究的熱點。 背景簡介 近年來,隨著計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和電 子技術(shù)的飛速發(fā)展 ,航空電子綜合化系統(tǒng) 也以其迅猛的發(fā)展勢頭越來越為世人矚目。對于一個復(fù)雜 的系統(tǒng),要實現(xiàn)各個航 電子系統(tǒng)之間(如飛行控制系統(tǒng)、液壓、燃油系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)等) 的協(xié)調(diào)工作,隨時掌握和處理 瞬息萬變的數(shù)據(jù)信息,最大限度地 利用各航空電子設(shè)備和子系統(tǒng)的功能,做到資源共享,使整個航空電子綜合化系統(tǒng)能夠高效可靠的工作, 因而就需要 高速可靠的航空總線。 MILSTD1553B 總線簡介 MILSTD1553B 是一種具有可確定性和 傳輸可靠的數(shù)據(jù)總線。 20 多年來,它廣泛地應(yīng)用于不同的軍事平臺 (航空系統(tǒng)、地面車輛系統(tǒng)、艦艇系統(tǒng) ) 系統(tǒng) ,已經(jīng)發(fā)展成國際公認(rèn)的數(shù)據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)。隨著 現(xiàn)代航電綜合化要求的加強(qiáng),航電通訊系統(tǒng)的重要性不斷提高, MILSTD1553B 作為目前首選的航電總線,其關(guān)鍵沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文) 2 作用也日益突出。 MILSTD1553B協(xié)議規(guī)定以半雙工為工作方式傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息,串行傳輸率為 1Mbps, 字的長度為20 比特,數(shù)據(jù)有效長度為 16 比特,信息量最大長度為 32 個字,采用曼徹斯特 II 型碼。它將飛機(jī)的各系統(tǒng)間或系統(tǒng)與設(shè)備間通過雙絞線互連起來 , 是各系統(tǒng)間或系統(tǒng)與設(shè)備間數(shù)字信息傳輸?shù)闹饕窂?, 是飛機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 。 過去許多航空設(shè)備采用的航空總線種類各異 (如 ARINC582,ARINC575, ARINC573, ARINC461/568, ARINC453),但 很難互相兼容 。因此ARINC429 便是 在這種需要下形成 的 規(guī)范 。 目前已經(jīng)是商務(wù)運輸航空領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的航空電子總線 , 如空中客車的A310/A320, A330/A340 飛機(jī) , 波音公司的 72 73 74 757 和 767 飛機(jī) , 麥道公司 (97 年與波音公司合并 )的 MD11 飛機(jī)等等 。 ARINC429 協(xié)議規(guī)定使用雙絞屏蔽線以串行方式傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息,信息為單向傳輸,即總線上只允許有 1 個發(fā) 送設(shè)備,可以有多個 (最多 20 個 )接收設(shè)備。 XML 可擴(kuò)展標(biāo)記語言 可擴(kuò)展標(biāo)記語言 (Extensible Markup Language, XML) ,用于標(biāo)記電子文件使其具有結(jié)構(gòu)性的標(biāo)記語言,可以用來標(biāo)記數(shù)據(jù)和 定義數(shù)據(jù)類型,是一種允許用戶對自己的標(biāo)記語言進(jìn)行定義的源語言。 XML 提供統(tǒng)一的方法來描述和交換獨立于 應(yīng)用程序 或供應(yīng)商的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。XML 文檔定義方式有: DTD (Document Type Definition)和 XML Schema。 XML Schema 用于沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文) 3 定義管理信息等更強(qiáng)大、更豐富的特征。它提供了一種描述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的格式,簡化了網(wǎng)絡(luò)中 數(shù)據(jù) 交換 和表示,使得代碼、數(shù)據(jù)和表示分離,并作為數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)格式,因此它常被稱為智能數(shù)據(jù)文檔。本系統(tǒng)采用 XML 技術(shù)描述包含 1553B 和 ARINC429 航空總線數(shù)據(jù)格式的航空電子接口,設(shè)計航空電子接口信息提取算法,并實現(xiàn)物理量與航空總線數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換以及其反轉(zhuǎn)換算法。 設(shè)計要求 (1) 工具采用 Visual Studio 2020 以上版本,實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換算法; (2) 時間計時用軟件計時; (3) 界面設(shè)計盡量簡潔,大方; (4) 航空電子接口數(shù)據(jù)非常多,可以選取部分典型的數(shù)據(jù)作為程序的樣本數(shù)據(jù)。針對越來越復(fù)雜的電控系統(tǒng) ,若沒有一種通用化、集成化、便攜式的測試手段,這將為裝備的后期維修和保障帶來了極大的困難。 系統(tǒng)設(shè)計的范圍 本系統(tǒng)從可擴(kuò)展標(biāo)語言( XML)的技術(shù)特點及其對接口控制文件( ICD)的編制和管理出發(fā),以 XML 作為信息載體,透過其對 ICD 的描述,進(jìn)行模擬實驗。由于 ICD 中包含信號眾多,但格式轉(zhuǎn)換算法卻相差無幾,為了安全又快捷地進(jìn)行模擬實驗,在最短時間取得研究的突破,在 ICD 中,本設(shè)計選取典型信號:俯仰角、最小無線電高度和氣壓高度。在本系統(tǒng)中,需要將最小無線電高度和氣壓高度物理量格式轉(zhuǎn)換為 1553B 總線格式,將俯仰角物理量格式轉(zhuǎn)換為 429ARINC 總線和 1553B 總線格式。 C是微軟公司發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮?、運行于 .NET Framework 之上的高級程序設(shè)計語言。 使用 Visual Studio 2020作為 編碼環(huán)境。是目前最流行的 Windows 平臺應(yīng)用程序 開發(fā)環(huán)境。 使用 Microsoft Excel 2020 作為數(shù)據(jù)導(dǎo)出平臺。 在本系統(tǒng)中要對大量的測試數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理,而 Excel 正好具備對海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析功能,滿足本系統(tǒng)的需要 。 MATLAB 是由美國 mathworks 公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計算、可視化以及交互式程序設(shè)計的高科技計算環(huán)境。為了更好的處理數(shù)據(jù),更精確地反映出測試的誤差,本系統(tǒng)將海量的測試數(shù)據(jù)交由 Matlab 處理, 并調(diào)用其處理的結(jié)果。下面我將從技術(shù)可行性,設(shè)計方案可行性和經(jīng)濟(jì)可行性三個方面來論述本設(shè)計的可行性: 技術(shù)可行性 程序的設(shè)計選擇方便快捷的設(shè)計工具以及合理的設(shè)計方案,這是設(shè)計程序的基石,下面我將對設(shè)計工具的可行性以及設(shè)計方案的可行性兩方面進(jìn)行論述: 設(shè)計工具可行性 (1) Visual Studio 2020 集成開發(fā)環(huán)境 目前最流行的 Windows 平臺應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境,支持開發(fā)面向 Windows 7的應(yīng)用程序,并對許多軟件提供了應(yīng)用接口,為混合編程提供了有利條件。其所擁有的組件可以及其方便的對 XML 文檔進(jìn)行解析并顯示。 (4) 多線程安全訪問控件 C 為了防止子線程調(diào)用控件時可能出現(xiàn)的死鎖情況,提供了兩種線程安全的控件調(diào)用方法:一種是利用 delegate 接口以及 Invoke 方法,另外一種是使用 BackgroundWorker 方法,目的都是通 過調(diào)用創(chuàng)建該控件的線程,來對控件進(jìn)行操作。 (6) Matlab 2020b 繪圖處理 Matlab 是一個強(qiáng)大的 數(shù)學(xué)軟件 。可以直接調(diào)用 ,其擁有強(qiáng)大的圖形處理系統(tǒng)使得 MATLAB 能方便的圖形化顯示向量和 矩陣 ,而且能對圖形添加標(biāo)注和打印。 設(shè)計方案可行性 本設(shè)計采用 樣本數(shù)據(jù)步進(jìn)枚舉法和典型案例分析法,其基本思想是以測試數(shù)據(jù)的最大值和最小值為界,以不同類型的步長對數(shù)據(jù)進(jìn)行枚舉,從而涵蓋所有可能出現(xiàn)的情況,同時對某些特殊點進(jìn)行單獨測試,方便觀察測試結(jié)果。此方法具有可比性、全面性、合理性。由此可見,本設(shè)計中選取的信號具有各自不同的特點,綜合各種航空電子信號的不同之處,具有代表性、典型性,因此本設(shè)計采用的設(shè)計方案可行。只有高的性價比,才有可能成為一個好的程序。而目前,大多數(shù)航空部門均擁有高性能計算 機(jī)和局域網(wǎng),因此該軟件系統(tǒng)的安裝、部署、運行和維護(hù),均在承受范圍內(nèi)。而本系統(tǒng)實現(xiàn)將典型的航空信號進(jìn)行動態(tài)與靜態(tài)測試,對于不同總線,不同機(jī)型之間的測試具有通用性,大大簡化了傳統(tǒng)硬件 測試的復(fù)雜性,同時 大大縮短了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理的時間,在一定程度上加快了航空研究的進(jìn)程,同時也節(jié)約了大量的研究經(jīng)費。 系統(tǒng)投入使用后可根據(jù)今后航空電子系統(tǒng)的發(fā)展不斷完善、改進(jìn),本系統(tǒng)將一直保存其使用價值,系統(tǒng)生存周期較長。另外,對于 Excel 和 matlab 的使用都是系統(tǒng)在后臺運行 調(diào)用的,無需用戶進(jìn)行復(fù)雜的操作,大大提高了本系統(tǒng)的操控性。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文) 9 3 需求分析 在對設(shè)計任務(wù)書進(jìn)行了詳細(xì)的研讀, 查閱了相關(guān)文獻(xiàn),并做了前期的調(diào)研 ,本系統(tǒng)主要需要完成以下幾個功能: (1) 在程序運行初始化完成后,解析用戶指定的一個 XML 文檔,如文檔格式正確,則
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