免费论文：面向对象的发动机控制系统高效分层实时仿真方法研究

当今，航空发动机控制系统功能日趋庞大、性能日趋提高、结构日趋复杂，发动机控制仿真系统也随着这一特点而表现出要求具有大规模化、通用化和可灵活扩展化等特点，传统的航空发动机控制仿真系统设计方法难以满足大规模仿真系统的设计要求，迫切需要高效的新的航空发动机控制仿真软件系统设计方法，以提高仿真系统的设计水平。本文针对大规模航空发动机控制仿真系统中出现的新难题，借鉴软件工程中的分层架构、插件和事件驱动概念，应用于大规模航空发动机控制仿真系统中，分别提出了高效实时航空发动机控制仿真系统分层架构、插件式可扩展化的航空发动机控制仿真监控系统设计方法和事件驱动低耦合的航空发动机控制仿真系统人机交互设计方法，并采用面向对象的方法设计了实时航空发动机控制仿真系统，以软件工程学中的软件评价指标，及弹用涡喷发动机半物理仿真系统与涡扇发动机硬件在回路仿真系统进行了设计方法的验证。本论文的主要研究内容及其创新点如下：1. 借鉴软件工程中的分层架构概念，提出了一种高效实时航空发动机控制仿真系统分层架构的设计方法，定义了仿真系统的分层策略、交互规则和部署方式，对整体系统进行“横向”划分，解决了大规模航空发动机控制仿真软件系统功能强耦合导致的难以分解和扩展问题，提高了仿真系统开发效率；设计了层间交互的静态接口规范和动态交互协议，并采用面向对象的方法设计了典型的具有分层架构功能的高效实时航空发动机控制仿真系统，以支撑大型航空发动机控制仿真系统的高效实时性、可扩展性、低耦合性和集成性；2. 基于插件思想，提出一种插件式可扩展化航空发动机控制仿真监控软件设计方法，进行了插件框架的选择、规范定义和发现规则的设计，对监控层进行合理的“竖向”划分，解决了仿真监控系统核心逻辑模块对所有组件直接依赖导致的难以扩展和维护问题；采用面向对象的方法设计了航空发动机控制仿真监控系统通用插件，达到了多仿真系统复用的目的；3. 基于事件驱动架构提出了一种低耦合的航空发动机控制仿真系统人机交互设计方法，进行了人机交互模式选择、框架设计与规范定义，实现将人机交互功能按职责进行类型划分，并通过数据绑定技术保持各类型间的低耦合，同时利用界面标记语言简化源码开发并增强交互效果，提高了人机交互系统的扩展性和维护性。对航空发动机控制仿真系统中多种类型的人机交互组件进行归纳与设计，实现了不同仿真系统间的复用；4. 对本文提出的三种方法引入Martin指标和Halstead指标等软件质量指标进行了分析和评价。以弹用涡喷发动机半物理仿真和某涡扇发动机硬件在回路仿真系统为设计实例进行了面向对象的航空发动机控制系统高效分层实时仿真设计方法的验证。结果表明本文提出的设计方法有效、正确，为探索先进大型航空发动机控制仿真系统的有效设计途径提供了思路和参考应用价值。

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