铁鸟台数据交互系统的制作方法

本发明涉及航空试验的技术领域，尤其是涉及一种铁鸟台数据交互系统。

背景技术：

在飞机铁鸟综合试验台研制过程中，铁鸟台架是铁鸟综合试验台的主要承载载体，承担着安装、支撑被试系统及试验设备，提供工作台、工作通道等作用。

由于在铁鸟综合试验台要进行起落架、飞控舵面加载试验、舵面扫频试验等试验项目，铁鸟台架作为支撑平台，必须具有足够的刚度、强度，以防止加载或舵面扫频试验时，台架产生变形、振动或者破坏，这就要求，铁鸟台架固有频率满足一定的要求，以避免舵面扫频时产生共振。因此，铁鸟台架结构强度、以及自然频率设计往往成为试验台架研制的主要技术难点。

目前国内铁鸟台架研制时，通常采用一体式设计，台架各部分通过焊接、螺接等方式相互连接，使整个铁鸟台架结构相连。同时，铁鸟台架设计与试验设备研制分离，台架研制优先进行，待铁鸟台架加工安装完成后，再考虑试验设备安装支座、工作台、工作梯的安装需求。

这种形式的铁鸟台架，虽然结构设计简单，但缺点也十分明显。铁鸟台架各部相互连接，就导致了铁鸟台架各部相互连接成为整体，降低了台架刚度。为了提高铁鸟台架刚度，台架建设就必须采用更大尺寸的型材，尽管这样提高了铁鸟台架的支撑刚度，但由于铁鸟台架结构连接一体，结构刚度的提高对于铁鸟台架自然频率的改善效果并不明显。另外由于台架设计时没有充分考虑试验设备、工作台、工作梯布置要求，导致试验设备、工作台、工作梯布置、安装困难。尤其是加载作动筒的安装，往往需要重新更改铁鸟台架。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：铁鸟台数据交互系统中时钟不统一，难以进行数据比对分析。

本发明的技术方案是：一种铁鸟台数据交互系统，包括：

虚拟网络交换机、试验网络交换机、数据存储服务器、试验设备远程控制计算机、试验设备、时钟网络同步交换机、远程数据采集/输出终端，其中：

虚拟网络交换机，用于通过远程数据采集/输出终端，对实时性要求高的试验数据进行传输，虚拟网络交换机从试验设备接收数据，并向其他试验设备和数据存储服务器传送数据；

试验网络交换机，用于无实时性要求试验数据的传输，试验网络交换机从试验设备和试验设备远程控制计算机接收数据，并向其他试验设备和数据存储服务器传送数据；

数据存储服务器，用于接收和保存从虚拟网络交换机和试验网络交换机传输的试验数据；

试验设备远程控制计算机，用于对试验设备进行控制，是试验设备的上位机；

试验设备，是铁鸟台的组成单元，包含实时飞行仿真系统、飞控舵面加载系统、机械位移信号发生器、动态扫频仪等；

时钟网络同步交换机，用于铁鸟台各试验设备的时钟同步；

远程数据采集/输出终端，用于对铁鸟台各试验设备产生数据的采集和输出。

本发明所产生的有益效果为：本发明一种综合铁鸟台数据交互网络架构及时钟同步机制，根据铁鸟台试验需求将试验网络分为不同的网络链路，有高实时性要求的通过虚拟网路、反射内存网络以及虚拟终端模块进行数据传输，试验设备之间通过高速以太网进行数据交互。根据试验数据交互需求将试验网络分为不同的链路，降低投入成本，解决了整个试验网络的数据交互；同时虚拟终端模块以简单的方式解决了实时飞行仿真与外部系统的数据交互，飞行仿真系统无需再有复杂的硬件i/o接口；时钟网络同步机制彻底解决了不同试验设备采集数据因时钟不一致而无法进行数据统一分析的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的是说了中需要使用的附图作简单的解算。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的虚拟网络及试验网络架构的示意图；

图2是本发明一实施例的时钟同步网络架构的示意图；

图3是本发明一实施例的虚拟网络、试验网络和时钟同步网络架构的示意图。

其中：1-虚拟网络交换机、2-时钟网络交换机、3-数据存储服务器、4-试验设备远程控制计算机、5-试验设备、6-时钟网络同步交换机、7-远程数据采集/输出终端(rdc)。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以相互结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明一实施例的虚拟网络及试验网络架构的示意图；图2是本发明一实施例的时钟同步网络架构的示意图；图3是本发明一实施例的虚拟网络、试验网络和时钟同步网络架构的示意图。

参考图1、图2和图3，综合铁鸟台数据交互网络架构及时钟同步机制由远程数据采集/输出终端(rdc)，虚拟网络交换机、虚拟终端模块、试验网络交换机、时钟同步网络交换机、irig-b时钟同步板卡、反射内存交换单元、反射内存板卡、铁鸟试验设备以及信号传输介质单元组成。

虚拟网络交换机将铁鸟试验台所需实时采集、转发的试验设备连接起来，例如飞控测试系统、实时飞行仿真系统、飞行控制系统试验器、飞行控制系统舵面加载系统等试验数据需实时相互转发及进行数据采集的设备。

试验网络交换机将铁鸟台所有试验设备进行交联，实现设备之间以及试验设备与综合控制管理系统之间的信号传输。

时钟同步网络交换机是完成铁鸟试验台需时钟同步的试验设备相互交联，其中irig-b时钟同步板卡适用于试验设备中不具有ieee1588时钟同步功能的试验设备，如果试验设备具有统一的时钟同步功能建议选用统一的时钟同步机制，优选ieee1588时钟同步网络。

反射内存交换机完成铁鸟台需通过反射内存进行数据传输设备之间的交联，反射内存卡为各个试验设备进行建立反射内存网络所需的硬件板卡，目前常用的反射内存卡为pci-5565piorc或与其功能一致的硬件板卡。

信号传输介质单元虚拟网络交换机选用光纤，试验网络交换机为普通以太网数据传输线缆，时钟同步网络交换机连接设备传输介质为光纤。

反射内存交换机连接设备可采用单模或多模光纤，多模光纤传输距离300m至600m，单模光纤传输距离10km至70km，根据数据传输需求选择。

在一些实施例中，一种综合铁鸟台数据交互网络架构及时钟同步机制包括虚拟网络交换机、虚拟终端模块、试验网络交换机、时钟同步网络交换机、irig-b时钟同步板卡、反射内存交换单元、反射内存板卡、数据存储服务器以及铁鸟试验设备、信号传输介质等。

在一些实施例中，虚拟网络交换机信号传输介质为光纤，负责完成整个试验数据网络里有实时性要求的试验数据，要求根据试验数据的吞吐量选择对应带宽的交换机即可。

在一些实施例中，虚拟终端模块是主要负责完成所有与实时飞行仿真系统交联数据的采集及转发，例如操纵指令、舵面位置、油门台操纵指令、飞机姿态等有实时性要求的数据，信号传输介质为高速光纤以太网。

在一些实施例中，试验网络交换机主要负责完成试验设备状态、试验数据、远程控制等功能，保证整个铁鸟设备之间以及设备与试验综合控制管理系统之间的数据和信息交互，采用高速以太网。

在一些实施例中，时钟同步网络交换机主要负责整个试验网络的试验设备之间以高精度实现时钟同步功能。

在一些实施例中，irig-b时钟同步板卡为实现时钟同步所需硬件。

在一些实施例中，反射内存交换单元负责完成需要通过反射内存进行数据交互的系统之间的数据中继，信号传输介质为单模/多模光纤。

在一些实施例中，反射内存板卡为通过反射内存进行数据交互系统所需硬件。

在一些实施例中，数据服务器完成试验数据存储，以供不同试验数据分析及调用。

在一些实施例中，铁鸟试验设备包括飞控测试系统、液压测试系统、起落架测试系统、实时飞行仿真系统、三轴速率转台、加速度转台、机械位移信号发生器、飞行控制系统舵面加载系统、起落架气动载荷模拟系统、主飞控系统试验器、高升力系统试验器、液压系统试验器、起落架收放系统试验器、刹车系统试验器、转弯系统试验器、edp控制系统、液压温控系统、负载模拟系统、前起顶起装置、机轮转速模拟系统、模拟座舱、地面液压源等。试验过程中以上试验设备之间数据相互交叉传输(特别是飞控系统)，进行数据解算，例如飞控测试系统与实时飞行仿真系统；不同测试系统及设备之间采集数据需进行比对分析，例如飞控测试系统、起落架测试系统均需与液压测试系统试验数据进行综合分析；另外所有试验设备均需将自己的关键数据及健康状态上传至综合管理系统进行监控。

在一些实施例中，信号传输介质进行数据传输，各个网络单元均有具体要求，包括光纤、铜缆等。

在一些实施例中，铁鸟台数据交互系统可以包括：虚拟网络交换机1、试验网络交换机2、数据存储服务器3、试验设备远程控制计算机4、试验设备5、时钟网络同步交换机6、远程数据采集/输出终端7。其中：

虚拟网络交换机1，用于通过远程数据采集/输出终端7，对实时性要求的试验数据进行传输，虚拟网络交换机1从试验设备5接收数据，并向其他试验设备和数据存储服务器3传送数据；

试验网络交换机2，用于无实时性要求试验数据的传输，试验网络交换机2从试验设备5和试验设备远程控制计算机4接收数据，并向其他试验设备和数据存储服务器3传送数据；

数据存储服务器3，用于接收和保存从虚拟网络交换机1和试验网络交换机2传输的试验数据；

试验设备远程控制计算机4，用于对试验设备5进行控制，是试验设备5的上位机；

试验设备5，是铁鸟台的组成单元，包含实时飞行仿真系统、飞控舵面加载系统、机械位移信号发生器、动态扫频仪等；

时钟网络同步交换机6，用于铁鸟台各试验设备5的时钟同步；

远程数据采集/输出终端7，用于对铁鸟台各试验设备5产生数据的采集和输出。

在一些实施例中，试验设备5可以包含以下系统中的一种或者多种：实时飞行仿真系统、飞控舵面加载系统、机械位移信号发生器、动态扫频仪。

在一些实施例中，虚拟网络交换机1选用模块化多端口，光纤千兆以太网交换机产品，带宽根据实时数据传输流量选择，含光电转换单元，同时支持ieee1588v2的精确时钟同步，能够接收gps、1588v2、irig-b或ntp时钟源，提供主、从和透明时钟的工作模式，支持1微秒级的时同精度。

在一些实施例中，虚拟网络终端模块，该模块结构为simulink(一种建模仿真软件)模块，集成至matlab(一种建模仿真软件)中供实时飞行仿真系统运行飞机方程，包括动力学、发动机、起落架等模型调用。

在一些实施例中，时钟网络交换机元能够精确授时，即能够接收gps、1588v2、irig-b或ntp等时钟源，提供主、从和透明时钟多种工作模式，支持1微秒级的时统精度，支持radius或tacacs用户认证，ssh/ssl加密，基于网页的telnet,cli,snmp和rmon，具备告警和严格中继功能,并支持级联，例如ieee1588与irig-b之间级联。

在一些实施例中，试验网络交换机可以通过高速以太网实现整个试验设备的综合控制、监控、试验信息以及非实时试验数据的交互传输。

在一些实施例中，该系统还包括：反射内存交换单元及反射内存卡。光纤交换机为cisco(品牌)的ws-c3750x-12(24)s-s(型号)其特征为低延时和高带宽，12(或24)10gbsfp端口、4个10gbsfp+端口，反射内存卡选择ge公司pci-5565piorc系列，128m或256m均可。

在一些实施例中，数据存储服务器具有虚拟网络、试验数据网络两个通讯接口，能够存储试验数据、试验管理数据、试验视频监控数据等；

在一些实施例中，信号传输介质，传输介质包括光纤、网线等多种类型。

需要说明的是，上述流程操作可以进行不同程度的组合应用，为了简明，不再赘述各种组合的实现方式。本领域的技术人员可以按实际情况将上述的方法的步骤的顺序(或者产品的部件的位置)进行灵活调整，或者组合等操作。

需要说明的是，上述实施例中所示的功能组件的实现方式可以为硬件、软件或者二者的组合。当以硬件方式实现时，其可以使电子电路、专用集成电路(asic)、插件、功能卡等。当以软件方式实现时，其可以事被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以出存储在机器或者可读介质中，或者其可以通过载波中所携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。