● 摘要
飞行仿真转台是半实物仿真系统中不可或缺的关键部件之一，它的品质直接决定了飞行仿真试验的成功及仿真实验各系统的可靠性及可行性。飞行仿真转台在半实物仿真系统中对飞行器系统部件的测量与鉴定有着重大的作用，对航空航天工业和国防建设事业有着重要的意义。而在飞行仿真转台系统中，系统实时性的重要性不言而喻。系统不仅要保证数据采集、控制等周期任务在确定的时间内完成，也要保证对突发事件等非周期任务的及时响应。本论文从转台控制系统的功能需求出发，在人机交互、实时能力、多功能仿真等方面的要求分析，根据现在大多数飞行仿真系统所采用的基于以DOS为下位机、Windows为上位机的上下位机结构在下位机的软件开发、硬件扩展方面以及上位机的硬实时性方面存在的不足，从而引入了对实时Linux应用于飞行仿真系统的可行性的论证，从硬件系统与多任务实现两方面进行了分析。并且通过不同的实验对实时Linux的硬实时性能和多任务实验进行分析，验证了系统的硬实时性，比较了多任务设计方案的结果，从而可以进行具体的设计。本论文以可行性分析为基础，对基于RTAI的实时Linux进行了分析，包括硬实时系统的实现机制、多系统并行运行机制、实时调度与非实时调度算法、多任务实时可行分析；并用通过实时内核与驱动的开发及设计、基于GTK+的图形界面开发，编写程序实现了飞行仿真转台控制软件等，以及实时Linux平台在嵌入式系统中的扩展与研究。本文还进一步通过对转台控制回路在改进或者重新设计开发嵌入式控制器的所造成的成本、开发延迟、可靠性方面的不足的分析，引入了通过嵌入式系统模拟平台来优化转台控制系统设计的方案，分析了嵌入式系统模拟平台在实时Linux中的实现原理与方式，分析它对传统嵌入式系统设计开发的优势，并通过实验对其实现进行了测试，更加拓展了基于实时Linux的作为一个实时控制平台的综合能力。