半实物仿真平台硬件控制板卡的设计与实现 机械工程专业

半实物仿真平台硬件控制板卡的设计与实现摘要本文通过分析飞控软件的功能测试环境，模拟飞行器飞控软件的外部环境，设计了飞控软件的半实物仿真平台的硬件控制板卡。飞控软件作为飞行器地面测试及正式飞行的主控单元，其工作性能的稳定性和准确性在整个系统的飞行过程中起着至关重要的作用，该平台的设计在节约成本的前提下实现了飞控软件的功能测试。本文首先介绍了半实物仿真技术的发展现状以及国内外几种知名的半实物仿真平台。结合半实物仿真的硬件在环仿真构架以及飞控软件仿真平台的功能需求完成了飞控软件半实物仿真平台的系统方案设计，本文主要完成平台的硬件板卡的设计与实现。在飞控软件半实物仿真平台硬件板卡设计中，FPGA 作为主控器，将采集与输出的信号分类后采用模块化设计方法完成了平台硬件的搭建。经信号整合划分后平台硬件主要由串行通信板卡、模拟量开关量输入板卡、模拟量开关量输出板卡三大功能板卡组成，并且文中对其硬件电路的设计以及 CPCI 总线模块和电源模块做了详细介绍。此外，文章对可配置的串行通信、模拟量采集及输出、开关量的采集以及 FPGA 与PCIC9054 的通信的具体逻辑设计均做了详细阐述，其中包括串行通信的同步电路消抖、有限状态机的使用及编码方式的选择、开关量信号的延时滤波等技术。最后，通过完成平台的单元测试，证明了飞控软件半实物仿真平台硬件板卡的各项指标的正确性。关键词：半实物仿真，硬件在环，CPCI， FPGADesign and implementation of hardware control board for semi-physical simulation platform AbstractBy analyzing the function test environment of the flight control software and simulating the external environment of the flying control software of the aircraft, this paper designed the hardware control board of the Semi-physical simulation platform of the flight control software. As the main control unit of aircraft ground testing and official flight, the stability and accuracy of the flight control software play an important role in the flight process of the whole system. The design of the platform has realized the function test of the flight control software on the premise of saving the cost.This p...