简易型模拟飞行训练器中处理仪表飞行参数的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种简易型模拟飞行训练器中处理仪表飞行参数的方法及系统，训练器主机与仪表的连接采用低速接口，但在驱动仪表时，对接收到的数据采用样条曲线拟合算法和灵敏度调节算法，通过近期的数据节点模拟出高采样频率的数据序列，之后，根据步进电机的特性驱动仪表工作，以获得良好的平滑感觉，并抵消延迟，避免低采样率的数据直接驱动仪表带给人眼的跳跃感。
【专利说明】简易型模拟飞行训练器中处理仪表飞行参数的方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及飞行器训练数据处理领域，特别是一种简易型模拟飞行训练器中处理 仪表飞行参数的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在飞行训练器研制中，需要将仿真软件生产的主要的飞行参数实时的传递到仪表 设备中，降低信号传输延迟的影响，为提高飞行训练器逼真度的关键技术之一。对于简易级 的训练器，其延迟主要是来自于数据的采集频率和数据在总线上传输的时间消耗，为了克 服这种延迟，传统的做法是尽量提高数据的采集频率，并且在硬件上采用专用的高速传输 的网络系统，这样造成其成本的高昂，加大了研发难度。目前低成本的简易级训练器中流行 使用RS485、USB或CAN等总线，由于这种低成本的总线系统的数据吞吐量有限，必须保证较 低的数据采集频率和传输速率来确保能够接入更多的节点设备和稳定性，所以基于这种总 线系统的训练器的数据传输延迟比较明显，降低了受训者的真实度感官，影响了训练效果。
【发明内容】
[0003] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种简易型模拟飞行训练器中处理仪表 飞行参数的方法及系统，实质性地降低数据传输的延迟性，提高训练真实度。
[0004] 本发明解决其问题所采用的技术方案是：
[0005] -种简易型模拟飞行训练器中处理仪表飞行参数的方法，包括：
[0006] (1)确定延迟时间；
[0007] (2)对于需要采集的飞行参数，确定相邻参数之间的最大差值；
[0008] (3)获取任一时刻飞行参数的采样值；
[0009] (4)用指数平滑算法根据延迟时间计算延迟后飞行参数的预测值；
[0010] (5)判断预测值与采样值之差是否小于最大差值，并根据对比结果获取最终的预 测终值；
[0011] (6)采用样条曲线拟合算法模拟出采样值与预测终值之间高采样频率的数据序 列；
[0012] (7)根据此数据序列驱动步进电机控制仪表由采样值到预测终值进行转动。
[0013] 进一步，所述延迟时间包括数据传输阶段的延迟和仪表表头中指针指示到位所需 要的时间。
[0014] 进一步，所述确定相邻参数之间的最大差值时，通过模块软件控制训练器模拟若 干数目的典型飞行动作，同时设置采样频率，采集一段时间内的数据序列，统计数据序列中 相邻数据的差异，找出最大差值。
[0015] 进一步，所述步骤（4)中，采用三次指数平滑算法计算预测值。
[0016] 进一步，所述步骤出）中采用三次样条曲线拟合算法还原出高采样频率的数据序 列。
[0017] 进一步，所述步骤（7)中，根据公式T = δ APt-Pc)控制步进电机每次步进的时 间间隔，其中，S为灵敏度系数，Pt为目标角位移值，Pc为当前角位移值，T为计算所得的 时间间隔，且S通过以下两个等式获取：
【权利要求】
1. 简易型模拟飞行训练器中处理仪表飞行参数的方法，其特征在于，包括： (1) 确定延迟时间； (2) 对于需要采集的飞行参数，确定相邻参数之间的最大差值； (3) 获取任一时刻飞行参数的采样值； (4) 用指数平滑算法根据延迟时间计算延迟后飞行参数的预测值； (5) 判断预测值与采样值之差是否小于最大差值，并根据对比结果获取最终的预测终 值； (6) 采用样条曲线拟合算法模拟出采样值与预测终值之间高采样频率的数据序列； (7) 根据此数据序列驱动步进电机控制仪表由采样值到预测终值进行转动。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延迟时间包括数据传输阶段的延迟 和仪表表头中指针指示到位所需要的时间。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定相邻参数之间的最大差值时，通 过模块软件控制训练器模拟若干数目的典型飞行动作，同时设置采样频率，采集一段时间 内的数据序列，统计数据序列中相邻数据的差异，找出最大差值。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（4)中，采用三次指数平滑算法 计算预测值。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（6)中采用三次样条曲线拟合算 法还原出高采样频率的数据序列。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（7)中，根据公式Τ = δ / (Pt-Pc)控制步进电机每次步进的时间间隔，其中，δ为灵敏度系数，Pt为目标角位移值,Pc为 当前角位移值，T为计算所得的时间间隔，且δ通过以下两个等式获取：
式1 : 式2 : 其中，fh和L3为步进电机的已知参数，fh为步进电机转动最快时的脉冲间隔时间，m 为与fh相对应的步长，即角位移值，L3为步进电机由高速转动到停止时所需的最小减速时 间。
7. 简易型模拟飞行训练器中处理仪表飞行参数的系统，其特征在于，包括模拟主机，所 述模块主机通过低速接口与仪表连接，所述仪表由步进电机驱动运转，所述主机采用权利 要求1一 6任一所述的方法驱动步进电机控制仪表运转。
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述低速接口包括普通串口或者USB接 □。
【文档编号】G06F19/00GK104063590SQ201410267708
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】杨实, 杨正, 白杨, 王治宇 申请人:珠海翔翼航空技术有限公司