摘要

本文将介绍A320自动飞行工程导入到TestManager后，使用TestManager软件，通过设置参数、故障、Python脚本，实现不同场景，不同工况，不同参数下的批量仿真，并导出仿真报告。

关于 TestManager

TestManager是GCAir自动化测试的配套工具。可实现基于需求的自动化批量仿真测试。将GCAir工程导入TestManager，根据测试需求在TestManager配置测试场景、测试用例、测试工况，运行仿真即可完成自动化批量测试，并生成测试报告。TestManager支持全虚拟系统的批量仿真测试，也支持半实物系统的批量仿真测试，可涵盖MiL、SiL,、HiL全业务流程，减少了半实物系统的开发调试、测试验证时间。其核心功能和示意图如下所示：

✓基于图形化界面开发测试用例

✓满足实时性和测试精度

✓离线开发测试用例，减少半实物仿真调试时间

✓测试用例可配置故障注入

✓复用全虚拟和半实物仿真的测试用例

✓测试报告自动生成

A320自动飞行工程介绍

此工程使用GCAir系统建模工具建模，基于A320飞机气动模型搭建的虚拟驾驶员在环飞机自动飞行仿真。A320飞行过程包括起飞、爬升、巡航、下降、着陆，着陆时飞机收杆抬头保持机身状态平稳。该项目的自动飞行模块包括飞行控制、飞行计划、机场信息等，其原理如下图所示：

A320自动飞行工程原理图

批量仿真部署

对于A320自动飞行工程的批量仿真在TestManager软件中进行。

首先，将A320自动飞行的GCAir工程导入到TestManager软件中。这样，就可以在TestManager中访问和操作这个工程，实现在多种场景，多种工况配置，以及不同参数之间的排列组合；亦可通过多种方式进行配置，例如直接选择参数进行修改和配置、通过流程化Python脚本设置参数或判断条件、通过CSV的方式对参数进行插值。

在此列举出一些飞行过程中出现的工况进行批量仿真，实现4个场景，16种工况下的测试：

起飞中断

不同速度起飞中断
用故障注入的方式中断起飞
飞机已经起飞，故障注入中断失败

起飞和爬升

不同机场、不同海拔、不同航线的飞行计划

降落阶段

不同机场降落
飞机非正常落地

阵风干扰

2级阵风干扰

在不同工况下配置需要的参数，如图：

配置参数

还可以创建流程化Python脚本创建，让不会Python语言的人也能快速上手，生成Python脚本，如图：

Python脚本创建

批量仿真工程介绍

场景1 起飞中断

以空速80节为一个速度节点，将中断起飞区分为低速中断，和高速中断。空速0-80节时，发生任何不正常现象，都可以中断起飞。而在空速80节后，仅当出现单发（一台发动机失效），火警，风切变或其他严重影响飞行安全的情况，才允许中断起飞。

工况1：不同速度起飞中断

设置Python脚本实现在速度达到40节、60节、80节时的起飞中断。

创建Python脚本，设置自定义变量，与工程变量关联，如下图：

Python脚本自定义变量

关联好变量之后，设置Python脚本，添加步骤

Step1 初始化，两个发动机关闭，所有的刹车都设置为1，0.1秒后退出step1，初始化结束；

Python脚本step1设置

Step2加速到AbortSpeed，所有刹车指令设置为0，发动机指令设置为1，以最大推力加速到AbortSpeed，当速度达到中断速度时，退出步骤2；

Python脚本step2设置

Step3 开始制动，关闭发动机，所有刹车指令设置为1，并循环计算刹车距离，此处是把节换成m/s然后近似对速度积分计算刹车距离，当速度小于1时，制动结束，退出step3，在step4中提前结束仿真。

Python脚本step3设置

根据需要配置用例曲线后运行。

工况2：用故障注入的方式中断起飞

故障注入在飞机飞行过程中的关键性作用不可忽视。为了准确模拟并评估这种情况，在仿真时间 t=300s（滑行阶段），我们会引入故障。在这个时间点，如果塔台检测到安全故障存在，将向飞机下达禁止起飞的指令，从而中断起飞过程。同时，我们在Python脚本中设置了退出条件。当飞机速度小于1且仿真步进达到50时，仿真将提前终止。这样的设置能够确保我们在飞机滑行阶段模拟了关键的故障注入和安全措施，以及对可能发生的起飞中断做出了适当的应对。

故障参与仿真

工况3：飞机已经起飞，中止起飞失败

在达到起飞决断速度前机师判断出故障将有足够的跑道距离以解决问题；如果速度超过起飞决断速度，绝不能中止起飞，否则剩余跑道不足以使飞机停下，很可能冲出跑道造成事故。在速度达到起飞决断速度后出现紧急情况，飞机应起飞后调转方向从起飞跑道上紧急降落或进行迫降。故障注入时，飞机速度已经达到起飞决断速度，中止起飞失败。

修改故障注入触发时间为500；并在Python脚本中定义一个变量step与pilot_step变量进行关联，通过step的值来判断飞机处于哪个飞行阶段，（pilot_step参数定义查看pilot_4.py文件，路径：导出的GC工程\A320_AP\meta\pilot），设置速度V关联velocities_vtrue_kts。

设置Python脚本如下，判断step.value>60时V.value是否小于1，小于1测试结果为pass，否则测试结果为fail。

故障注入，判断是否起飞

场景2 起飞和爬升

当我们着重关注飞机的起飞和爬升性能时，可以通过设置参数 Flight_segment_choose=1，从飞机的起飞阶段开始进行仿真，同时选择不同的飞行计划，flightplan.xml文件中内置了7条不同的飞行计划，例如id=1，上海虹桥国际机场到北京首都国际机场；id=3，旧金山国际机场到北京首都国际机场。在仿真过程中，我们会通过其他参数和脚本，持续监测飞机的飞行阶段。一旦飞机进入巡航阶段，我们将对flag标志进行置1，仿真将提前结束，以便准确截取我们着重关注的部分。

Step1 设置一个flag变量来标记飞机的起飞和爬升阶段初始为0，当step.value>90，退出step1，并在退出时把flag的值设置为1；

Step2 当flag=1时退出工况。