飞机航向控制系统仿真动态模型平台的设计

为增强飞行学员飞机航向控制理论直观教学效果，采用MCS-51单片机作为系统CPU，完成了飞机航向控制系统仿真动态模型平台的设计。通过模拟飞机操纵机构控制，直接利用汇编语言即可实现仪表显示功能。试验结果表明，系统响应速度快，控制显示功能直观，课堂教学效果好。

直观教学是增强飞行学员理论联系实际的有效手段，伴随着多媒体技术的发展，如何提升传统教学模型不可替代的演示功能，成为制约教学质量的关键。

传统教学模型存在数量多、结构简单、功能单一的缺点，但是其演示功能强，学员可以动手操作的优点是现代多媒体教学方式无法替代的。飞机航向控制显示系统是利用MCS-51单片机控制功能，将系统内多个模型综合，采用机电控制方式实现系统多功能教学和学员操作功能。一方面可以提高教学效果，同时还可以增强教员解决教学问题的动手能力，为将来从事相关科学研究打下坚实的基础。

1 系统功能要求

飞机航向控制显示系统为多功能教学系统，本文只探讨其中飞机航向控制及其相关显示部分功能设计与实现。仿真模型仿照飞机座舱安装方向舵。通过微动电门，单片机可接受方向舵三个位置信号；方向舵中立位置时，飞机航向不变化；向左蹬舵时，飞机左转弯；向右蹬舵时，飞机右转弯。飞机改变航向时，要求飞机航向改变方向灯光和座舱显示仪表板上的指示灯相应地发出提示信号。打开开机电门时，所有信号灯都应闪烁。待机时，2个待机灯发出不闪烁的信号。表1为飞机航向控制显示系统真值表。

在飞机航向控制显示系统中，设定打开开机电门时，信号灯以高频(约30 Hz)频率闪烁，提示使用人员准备操作。飞机航向改变或开机状态下，信号灯和座舱显示仪表板指示灯的闪烁频率为1 Hz(低频信号)。
    根据飞机航向变化信号显示控制系统的功能，可以用数字逻辑电路来实现，如图1所示。系统中还应有高低频信号发生电路和输出驱动电路。用数字逻辑电路来实现系统功能的缺点是：一旦系统的功能有所改动，电路也要随之变动，灵活性较差；增加功能，实现难度大。