趙世弘，吳芋嬌，符勛

（中國(guó)民航大學(xué) 電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，天津， 300300）

0 引言

全動(dòng)飛行模擬機(jī)是一個(gè)高精度、流量大的實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)，座艙結(jié)構(gòu)按照真實(shí)飛機(jī)1:1 的比例搭建，航電系統(tǒng)與真實(shí)飛機(jī)相同，機(jī)艙由六自由度電動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐，高度模擬真實(shí)駕駛艙飛行環(huán)境，能夠復(fù)現(xiàn)飛行器相關(guān)操作及空中狀態(tài)，是飛行培訓(xùn)的最接近真實(shí)飛機(jī)的載體。全動(dòng)飛行模擬機(jī)能模擬出真實(shí)飛行所難以遇到的風(fēng)切變、雙發(fā)停車等緊急情形，主要用于飛行員的空中特情處理訓(xùn)練，以提升其故障識(shí)別能力及應(yīng)急操作的熟練度[1]。

為滿足全動(dòng)飛行模擬機(jī)的高逼真度及真實(shí)人體感知，除了模擬飛機(jī)操作環(huán)境，要求飛行環(huán)境內(nèi)各系統(tǒng)控制精準(zhǔn)、仿真度高之外，設(shè)備計(jì)算機(jī)架構(gòu)產(chǎn)生感覺(jué)提示信息所需的計(jì)算延遲也應(yīng)嚴(yán)格符合相關(guān)要求。根據(jù)中國(guó)民用航空規(guī)章CCAR-60 部規(guī)定，飛行訓(xùn)練設(shè)備的延遲可通過(guò)傳輸延遲測(cè)試確定，即測(cè)量從駕駛員的操縱端輸入階躍信號(hào)，到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)以及儀表系統(tǒng)做出響應(yīng)之間的時(shí)間。目前的全動(dòng)飛行模擬機(jī)缺乏專用、便捷的傳輸延遲信號(hào)采集系統(tǒng)，無(wú)法有效地對(duì)全動(dòng)飛行模擬機(jī)的響應(yīng)滯后性進(jìn)行測(cè)算及評(píng)估。

程?hào)|亮設(shè)計(jì)的基于STM32 的多路信號(hào)采集系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)3 路電壓、電流信號(hào)采集，通過(guò)RS485 通信將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地上傳至上位機(jī)進(jìn)行顯示，精度較高，但采集周期為10ms，不滿足全動(dòng)模擬機(jī)的傳輸延時(shí)采集的需求[2]。秦鍇、李鵬和李濤研制的基于cPCI 便攜機(jī)平臺(tái)的多路信號(hào)采集測(cè)試系統(tǒng)通用性強(qiáng)，采集性能優(yōu)，但對(duì)于模擬機(jī)傳輸延時(shí)測(cè)量的特定應(yīng)用場(chǎng)景，需要特定的測(cè)量方案以實(shí)現(xiàn)模擬機(jī)的激勵(lì)與響應(yīng)信號(hào)測(cè)量[3]。盧千惠通過(guò)MATLAB 中的GUI 界面設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)信號(hào)時(shí)域的特征分析與相關(guān)性分析，但程序無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接收與處理[4]。

為評(píng)估模擬機(jī)的性能，提高其飛行仿真的真實(shí)度及可靠性，針對(duì)上述要求及問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32F407MCU 的全動(dòng)飛行模擬機(jī)信號(hào)采集處理系統(tǒng)，可以對(duì)駕駛員主飛行操縱裝置發(fā)出的階躍輸入信號(hào)到各系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)已采集的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行分析與處理，將全動(dòng)飛行模擬機(jī)的操縱輸入信號(hào)以及各系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)通過(guò)圖表曲線可視化。

傳輸延遲的測(cè)量對(duì)時(shí)間精度的要求高，因此采集系統(tǒng)的處理延時(shí)需盡可能小。STM32F407MCU 是基于ARM Cortex-M4 內(nèi)核的32 位微控制器，其主頻頻率達(dá)168MHz，在數(shù)據(jù)的通信和采集流程的運(yùn)行中能保持較高的處理速率，滿足低時(shí)延的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)的功能需求。

經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，該系統(tǒng)不僅可以對(duì)全動(dòng)飛行模擬機(jī)主要系統(tǒng)的傳輸延遲信號(hào)進(jìn)行有效地采集及處理，并且系統(tǒng)相關(guān)部件的內(nèi)部延遲符合測(cè)試設(shè)備的相關(guān)延遲要求，整體采集流程較為簡(jiǎn)單，成本較低，設(shè)備輕便，維護(hù)成本低。

1 全動(dòng)飛行模擬機(jī)響應(yīng)延遲要求

全動(dòng)飛行模擬機(jī)作為飛行員培訓(xùn)的最高等級(jí)設(shè)備，也是其最接近真實(shí)飛機(jī)操控的培訓(xùn)載體，需要其提供與真實(shí)飛機(jī)極為接近的操縱響應(yīng)及感官提示，各系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)顯得極為重要。因此，模擬機(jī)的響應(yīng)開(kāi)始時(shí)刻相對(duì)于真實(shí)航空器的滯后時(shí)間是判定全動(dòng)飛行模擬機(jī)性能及逼真度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在全動(dòng)模擬機(jī)的延遲時(shí)間評(píng)估中，傳輸延遲為模擬機(jī)操縱輸入到硬件響應(yīng)輸出之間的時(shí)間，與所模擬的航空器自身的延遲特性無(wú)關(guān)，是評(píng)估全動(dòng)模擬機(jī)響應(yīng)滯后的實(shí)現(xiàn)方式。模擬機(jī)傳輸延遲與響應(yīng)滯后的關(guān)系如圖1所示。

圖1 模擬機(jī)傳輸延遲與響應(yīng)滯后關(guān)系示意圖

2019 年中國(guó)民用航空局發(fā)布的《飛機(jī)飛行模擬機(jī)鑒定性能標(biāo)準(zhǔn)―咨詢通告》中規(guī)定，C 類和D 類全動(dòng)模擬機(jī)的運(yùn)動(dòng)和儀表系統(tǒng)的響應(yīng)滯后應(yīng)在100ms 以內(nèi)，視景系統(tǒng)的響應(yīng)滯后應(yīng)在120ms以內(nèi)[5]。

2 全動(dòng)飛行模擬機(jī)傳輸延遲采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

■2.2 數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)方案

■2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本延遲信號(hào)采集系統(tǒng)通過(guò)傳感器及信號(hào)輸入端口分別采集全動(dòng)飛行模擬機(jī)的激勵(lì)信號(hào)及系統(tǒng)相應(yīng)信號(hào)，傳輸至計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用程序內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)分析，推算出全動(dòng)飛行模擬機(jī)的傳輸延遲時(shí)間。全動(dòng)飛行模擬機(jī)中主要包括運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)和儀表系統(tǒng)，根據(jù)模擬機(jī)的系統(tǒng)組成，測(cè)量系統(tǒng)的硬件架構(gòu)如圖2 所示，分為數(shù)據(jù)采集控制器、激勵(lì)信號(hào)采集端口、運(yùn)動(dòng)采集模塊、顏色采集模塊、光強(qiáng)采集模塊。

圖2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)

數(shù)據(jù)采集控制器基于STM32F407MCU，根據(jù)各采集模塊相應(yīng)的通信協(xié)議讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)，并對(duì)傳感器的工作配置和通信過(guò)程進(jìn)行調(diào)度、管理。運(yùn)動(dòng)信號(hào)采集通過(guò)ADXL345 加速度傳感器實(shí)現(xiàn)，以3200Hz 的采樣率及4mG/LSB 的精度采集三軸的重力加速度和運(yùn)動(dòng)加速度。顏色采集模塊使用TCS3200 光電傳感器，通過(guò)濾光片采集輸入光信號(hào)中R、G、B 三色分量的光強(qiáng)，并對(duì)光強(qiáng)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)輸出。光強(qiáng)采集模塊通過(guò)光敏電阻實(shí)現(xiàn)，其阻值隨光強(qiáng)而改變，標(biāo)準(zhǔn)光源10Lux 光照下的阻值為5kΩ~10kΩ，無(wú)光照下阻值為500kΩ，以模擬電壓形式向采集控制模塊輸出數(shù)據(jù)。激勵(lì)信號(hào)為模擬機(jī)操縱桿帶動(dòng)電位器轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的模擬電壓信號(hào)，MCU 通過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換端口采集。加速度采集模塊、顏色采集模塊、光強(qiáng)采集模塊和激勵(lì)信號(hào)采集的原理圖如圖3 所示。

圖3 采集模塊原理圖

由于傳輸延遲的測(cè)量涉及兩路信號(hào)在時(shí)域上的比較，因此采集過(guò)程的時(shí)序以及信號(hào)的時(shí)間信息必須統(tǒng)一。本系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集控制器的時(shí)序作為基準(zhǔn)，數(shù)據(jù)采集控制器以定時(shí)器中斷每1ms 內(nèi)讀取各數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)以及產(chǎn)生時(shí)間信息，將數(shù)據(jù)及采集時(shí)間一同寫入數(shù)據(jù)幀，通過(guò)通用同步異步串 口（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，USART）發(fā)送至計(jì)算機(jī)。PC 機(jī)通過(guò)串口控件接收數(shù)據(jù)幀，通過(guò)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及人機(jī)交互，數(shù)據(jù)的處理及顯示所涉及的時(shí)間信息均為數(shù)據(jù)采集控制器產(chǎn)生的采集時(shí)間。

■2.3 數(shù)據(jù)采集方式

2.3.1 數(shù)據(jù)采集接口

由于各數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)輸出形式不同，MCU 需要通過(guò)不同的協(xié)議讀取各采集模塊的信號(hào)，同時(shí)為保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和采集的低延時(shí)，MCU 的程序執(zhí)行每項(xiàng)功能所需的時(shí)間需足夠短。

運(yùn)動(dòng)采集模塊是通過(guò)ADXL345 傳感器采集加速度，其數(shù)據(jù)的輸出支持集成電路總線（Inter-Integrated Circuit，I2C）和串行外部設(shè)備接口（Serial Peripheral Interface，SPI）兩種協(xié)議。由于I2C 為半雙工通信協(xié)議，最高速率為400kHz，但每次通信都需MCU 發(fā)送地址碼及等待應(yīng)答，通信效率較慢，無(wú)法滿足1ms 內(nèi)讀取數(shù)據(jù)的需求；ADXL345支持4 線SPI 協(xié)議，可支持最高5MHz 的全雙工通信，同時(shí)通信的起止通過(guò)片選電壓控制，節(jié)省通信的開(kāi)銷及縮短讀取數(shù)據(jù)的等待時(shí)間，因此本系統(tǒng)應(yīng)用SPI 協(xié)議實(shí)現(xiàn)高效讀取運(yùn)動(dòng)采集模塊的數(shù)據(jù)。

顏色采集模塊的數(shù)據(jù)輸出以方波的頻率為格式，頻率范圍為0~500kHz，MCU 通過(guò)定時(shí)器的輸入捕獲功能，讀取方波的周期，以周期為該模塊的采集數(shù)據(jù)。由于TCS3200 傳感器的三個(gè)顏色采集通道通過(guò)S2 和S3 端口的電平控制，不能同時(shí)輸出數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)的采集通過(guò)輪詢方式，在0.5ms 內(nèi)通過(guò)改變S2 和S3 端口的電平，輪流讀取各通道的數(shù)據(jù)，放入內(nèi)存以待采集主流程讀取。頻率采集定時(shí)器與采集流程所用的定時(shí)器不同，為防止中斷程序的沖突，本系統(tǒng)以采集流程中斷為最高優(yōu)先級(jí)，頻率采集的中斷為次優(yōu)先級(jí)。

光強(qiáng)傳感器和激勵(lì)信號(hào)采集通過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。光強(qiáng)信號(hào)由光敏電阻與10kΩ 電阻在3.3V 電源下的分壓產(chǎn)生；操縱端激勵(lì)信號(hào)由電位器采集操縱桿的轉(zhuǎn)動(dòng)量產(chǎn)生，電壓范圍為-10V~10V，通過(guò)電阻分壓對(duì)信號(hào)進(jìn)行平移、衰減，轉(zhuǎn)化為0~3.3V 電壓信號(hào)。由于MCU 的A/D 轉(zhuǎn)換輸入端口的阻抗較小，因此信號(hào)采集模塊與MCU 端口之間使用以LM358 運(yùn)算放大器搭建的電壓跟隨器實(shí)現(xiàn)阻抗匹配與隔離。

為節(jié)省MCU 的運(yùn)算資源，A/D 轉(zhuǎn)換配置直接存儲(chǔ)訪問(wèn)（Direct Memory Access，DMA），指定相應(yīng)的內(nèi)存空間存儲(chǔ)每次A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，A/D 數(shù)據(jù)寄存器至內(nèi)存的數(shù)據(jù)移動(dòng)過(guò)程無(wú)需MCU 的程序指令，采集主程序直接讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)幀，A/D 轉(zhuǎn)換的采樣率配置為1MSa/s，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成與被程序讀取發(fā)送之間的時(shí)間差較小。數(shù)據(jù)采集控制器與各采集模塊的通信接口形式如圖4 所示。

圖4 數(shù)據(jù)采集接口

2.3.2 串行通信協(xié)議

數(shù)據(jù)采集控制器通過(guò)USART 將每次讀得的數(shù)據(jù)發(fā)送至PC 機(jī)。采集控制模塊與PC 的通信數(shù)據(jù)幀各字段的定義如圖5 所示。根據(jù)各采集模塊的數(shù)據(jù)格式，共有22 字節(jié)數(shù)據(jù)需要發(fā)送，為確保接收端按正確次序接收數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的頭部和尾部均插入兩個(gè)字節(jié)的幀同步碼。串行通信的速率為921.6kbps，完成一幀數(shù)據(jù)發(fā)送需時(shí)約243μs，數(shù)據(jù)幀具有根據(jù)采集需要而擴(kuò)展的能力。為實(shí)現(xiàn)接收端的檢錯(cuò)，數(shù)據(jù)幀采用累加和校驗(yàn)的編碼方式，對(duì)前24 字節(jié)的碼字以無(wú)符號(hào)十六位數(shù)的格式累加，生成校驗(yàn)位。PC 接收程序接收到數(shù)據(jù)幀后進(jìn)行幀頭標(biāo)志檢查及校驗(yàn)，對(duì)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)幀執(zhí)行丟棄操作。在MCU 的內(nèi)存中建立先入先出緩沖區(qū)（First Input First Output，F(xiàn)IFO），數(shù)據(jù)幀按照字節(jié)的順序逐個(gè)放入緩沖區(qū)，通過(guò)串口發(fā)送完成中斷控制緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的取出與發(fā)送。

圖5 PC 通信數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

2.3.3 采集程序流程

為實(shí)現(xiàn)采集系統(tǒng)時(shí)間的同步，MCU 配置周期為1ms 的定時(shí)器，在定時(shí)器中斷內(nèi)完成整個(gè)數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)發(fā)流程，同時(shí)利用計(jì)數(shù)變量產(chǎn)生采集時(shí)間信息加載到數(shù)據(jù)幀中，時(shí)間位的長(zhǎng)度為4 字節(jié)，運(yùn)行時(shí)間內(nèi)每組數(shù)據(jù)在時(shí)間維度上與其他組數(shù)據(jù)互不重疊。本系統(tǒng)所有程序均在中斷內(nèi)完成，數(shù)據(jù)采集控制的中斷為最高優(yōu)先級(jí)串口發(fā)送中斷為第二優(yōu)先級(jí)，定時(shí)器輸入捕獲中斷為第三優(yōu)先級(jí)。數(shù)據(jù)采集控制中斷內(nèi)的程序流程框圖如圖6 所示。

圖6 數(shù)據(jù)采集控制流程框圖

■2.4 數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)處理軟件的開(kāi)發(fā)基于Microsoft Visual Studio 2022的C#窗體應(yīng)用設(shè)計(jì)平臺(tái)。窗體頁(yè)面如圖7 所示，由數(shù)據(jù)顯示控制、自動(dòng)截屏控制、數(shù)據(jù)處理分析控制、數(shù)據(jù)繪圖窗口和數(shù)據(jù)保存控制組成。

圖7 數(shù)據(jù)處理窗體頁(yè)面設(shè)計(jì)

窗體應(yīng)用通過(guò)串口控件讀取計(jì)算機(jī)串口緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)取出各數(shù)據(jù)采集模塊的回傳數(shù)據(jù)，將其存放于相應(yīng)的泛型集合（List）中。數(shù)據(jù)繪圖窗口根據(jù)數(shù)據(jù)顯示控制的下拉菜單選擇讀取通道，讀取相應(yīng)的集合數(shù)據(jù)，以曲線圖的形式顯示在窗體上。采樣階躍響應(yīng)時(shí)，可根據(jù)響應(yīng)值設(shè)置自動(dòng)截屏閾值，當(dāng)讀取到的相應(yīng)通道的數(shù)據(jù)大于所設(shè)定的閾值，數(shù)據(jù)繪圖窗口自動(dòng)停止更新繪圖，保留當(dāng)前曲線圖。數(shù)據(jù)保存控制將數(shù)據(jù)繪圖窗口的各數(shù)據(jù)點(diǎn)按用戶輸入的保存路徑生成csv 或txt 格式文件。

軟件存儲(chǔ)空間中存儲(chǔ)3000 個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，單次采集結(jié)束后使用20 階漢明窗FIR 濾波器濾除高頻噪聲。傳輸延遲時(shí)間tdelay通過(guò)計(jì)算激勵(lì)信號(hào)x[t]與響應(yīng)信號(hào)y[t]互相關(guān)函數(shù)R[t]，檢索最大值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間平移值得出。

應(yīng)用程序通過(guò)DataReceiver 類讀取、解析數(shù)據(jù)幀，對(duì)采集數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)至三個(gè)泛型集合中，DataProcessor 類對(duì)緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、時(shí)間互相關(guān)計(jì)算、繪圖以及生成數(shù)據(jù)文件，類圖如圖8 所示。

圖8 軟件設(shè)計(jì)類圖

3 系統(tǒng)實(shí)際測(cè)試

在某波音737MAX 全動(dòng)飛行模擬機(jī)上應(yīng)用本系統(tǒng)進(jìn)行延遲信號(hào)測(cè)試，運(yùn)動(dòng)采集模塊和采集控制器固定于駕駛艙中控臺(tái)后方地板上，采集運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的加速度響應(yīng)，如圖9 所示；顏色傳感器固定于機(jī)長(zhǎng)側(cè)主飛行顯示器姿態(tài)儀顯示區(qū)域的顯示屏上，采集姿態(tài)儀顯示由打開(kāi)到關(guān)閉的階躍響應(yīng)；光強(qiáng)傳感器固定于視景系統(tǒng)投影儀光源處，采集視景投影儀由熄滅到點(diǎn)亮的階躍響應(yīng)[6]。模擬機(jī)運(yùn)行根據(jù)CCAR-60 規(guī)章設(shè)計(jì)的傳輸延遲采集測(cè)試程序，使用本系統(tǒng)測(cè)得運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)和儀表系統(tǒng)的響應(yīng)延遲分別為49ms，78ms，265ms。采集加速度Z 軸時(shí)，數(shù)據(jù)處理軟件界面顯示如圖10 所示，將所有采集數(shù)據(jù)導(dǎo)出，模擬機(jī)各響應(yīng)系統(tǒng)傳輸延遲采集數(shù)據(jù)如圖11 所示。

圖9 系統(tǒng)實(shí)際測(cè)試場(chǎng)景

圖10 加速度采集過(guò)程

圖11 某波音737MAX全動(dòng)模擬機(jī)傳輸延遲采集數(shù)據(jù)

根據(jù)該模擬機(jī)的設(shè)計(jì)資料，視景系統(tǒng)的功能端執(zhí)行延遲約75ms，儀表系統(tǒng)的功能端執(zhí)行延遲約200ms。根據(jù)圖1所示的傳輸延遲、響應(yīng)滯后和執(zhí)行響應(yīng)端響應(yīng)延遲之間的關(guān)系，使用本系統(tǒng)測(cè)得的傳輸延遲數(shù)據(jù)減去該型號(hào)全動(dòng)模擬機(jī)的執(zhí)行響應(yīng)端響應(yīng)延遲，得出該全動(dòng)模擬機(jī)的響應(yīng)滯后時(shí)間滿足規(guī)章所要求。

使用本系統(tǒng)對(duì)模擬機(jī)各響應(yīng)系統(tǒng)的傳輸延遲分別采集20 次，其中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分別測(cè)試X 軸、Y 軸、Z 軸三個(gè)水平運(yùn)動(dòng)自由度的傳輸延遲，對(duì)所測(cè)結(jié)果求標(biāo)準(zhǔn)差。各數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的采集偏差如表1 所示。

表1 系統(tǒng)各采集通道采集測(cè)試結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差

由表1 得出，運(yùn)動(dòng)采集模塊的采集偏差在4ms 左右，顏色采集模塊的采集偏差在5ms 左右，光強(qiáng)采集模塊的采集偏差在1ms 以內(nèi)，系統(tǒng)采集容差滿足全動(dòng)模擬機(jī)傳輸延遲采集測(cè)試要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本文應(yīng)用STM32F407MCU 的高運(yùn)算性能、SPI 和USART 等高速通信接口的連接功能以及低開(kāi)發(fā)成本的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了以實(shí)時(shí)采集、低處理時(shí)延為主要技術(shù)特點(diǎn)的全動(dòng)飛行模擬機(jī)傳輸延時(shí)采集，為全動(dòng)飛行模擬機(jī)的系統(tǒng)性能評(píng)估提供了一種可行的方案。針對(duì)高時(shí)間精度的采集，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用定時(shí)采集、統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)的思路，為確保采集控制模塊與PC 機(jī)串行通信的時(shí)間準(zhǔn)確性，通信數(shù)據(jù)使用集中式插入法幀同步發(fā)送，確保數(shù)據(jù)與采集時(shí)間相對(duì)應(yīng)。在采集系統(tǒng)的測(cè)試中，系統(tǒng)的時(shí)間精度和采集性能滿足全動(dòng)飛行模擬機(jī)傳輸延遲測(cè)試的需求。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)體積小，具有集成于全動(dòng)飛行模擬機(jī)控制機(jī)柜的可行性，數(shù)據(jù)處理軟件獨(dú)立，不占用模擬機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)算資源，也不對(duì)模擬機(jī)的傳輸延時(shí)造成影響，具有實(shí)際應(yīng)用能力。對(duì)于系統(tǒng)的性能和精度，在以下兩方面可以進(jìn)行改進(jìn)：

（1）采集控制模塊與PC 機(jī)的串行通信差錯(cuò)控制為累加和校驗(yàn)，無(wú)重傳機(jī)制，可使用循環(huán)冗余校驗(yàn)（Cyclic Redundancy Check，CRC），加入選擇重傳機(jī)制，提高PC 端接收數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)能力和數(shù)據(jù)的完整性；

（2）應(yīng)用圖像識(shí)別，通過(guò)尋找響應(yīng)信號(hào)變化的起始位置作為響應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，提高延遲時(shí)間測(cè)量的精度。