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鐵鳥 綜合試驗(yàn)平臺

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更新時(shí)間:2024-12-20 18:21:55瀏覽次數(shù):445次

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應(yīng)用領(lǐng)域 文體,綜合
鐵鳥 綜合試驗(yàn)平臺:綜合控制臺主要由仿真/采集軟件、數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件、以及模擬負(fù)載軟件組成,可支持試驗(yàn)操作人員進(jìn)行仿真監(jiān)控等人機(jī)交互,用于試驗(yàn)管理及數(shù)據(jù)監(jiān)測。

 

1                      應(yīng)用背景

電動垂直起(eVTOL)飛行器因具有高安全、低成本、低噪音、智能化等特點(diǎn),將迅速推動城市交通向立體化發(fā)展,并且有望在不遠(yuǎn)的將來,改變?nèi)祟惖某鲂蟹绞?。飛控系統(tǒng)eVTOL的關(guān)鍵安全系統(tǒng),它控制著飛行器的起飛、飛行、降落和其他運(yùn)動。多樣化的使用場景,意味著市場對其飛控系統(tǒng)穩(wěn)定性和迭代速度的要求,將遠(yuǎn)超當(dāng)代民機(jī)飛控,因此對于電動航空公司來說,快速原型搭建能力和高置信度的軟件在環(huán)/硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)以及高度自動化的測試驗(yàn)證工具鏈就非常重要。

2                      需求分析

為滿足某初創(chuàng)電動航空公司eVTOL飛控系統(tǒng)的敏捷開發(fā)需求,擬搭建一套鐵鳥綜合實(shí)驗(yàn)平臺,按飛機(jī)研制進(jìn)度的功能需求,整體應(yīng)用場景分為兩個(gè)部分,一部分是航電飛控系統(tǒng)的功能試驗(yàn),另一部分為配置負(fù)載模擬系統(tǒng)的飛控系統(tǒng)性能試驗(yàn)。

航電飛控系統(tǒng)功能試驗(yàn)主要應(yīng)用的場景如下:

1)飛控系統(tǒng)在仿真場景下的功能試驗(yàn);

2)飛控系統(tǒng)+航電系統(tǒng)交聯(lián)試驗(yàn);

負(fù)載模擬系統(tǒng)下的飛控系統(tǒng)性能試驗(yàn)主要應(yīng)用場景如下:

1)模擬負(fù)載下的飛控系統(tǒng)仿真試驗(yàn);

2)系統(tǒng)故障影響和余度試驗(yàn);

3)配合機(jī)上地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn),分析和排故。

三、鐵鳥 綜合試驗(yàn)平臺解決方案

鐵鳥綜合試驗(yàn)平臺基于圣達(dá)駿業(yè)通用型仿真測試一體化平臺Links-Xil)來搭建,臺架結(jié)構(gòu)如下圖所示:

鐵鳥 綜合試驗(yàn)平臺 

航電飛控系統(tǒng)功能試驗(yàn)室測試環(huán)境的搭建主要由以下部分組成:

3.1.綜合控制臺

綜合控制臺主要由仿/采集軟件、數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件、以及模擬負(fù)載軟件組成,可支持試驗(yàn)操作人員進(jìn)行仿真監(jiān)控等人機(jī)交互,用于試驗(yàn)管理及數(shù)據(jù)監(jiān)測。

鐵鳥 綜合試驗(yàn)平臺 

3.1.1鐵鳥 綜合試驗(yàn)平臺仿真管理軟件

·       支持用戶搭建的導(dǎo)航信息、動力系統(tǒng)Matlab/Simulink模型自動編譯為實(shí)時(shí)代碼,并通過以太網(wǎng)下載到實(shí)時(shí)下位機(jī)運(yùn),同時(shí)支持自動代碼下載、圖形信號監(jiān)視、在線調(diào)參等功能。

·       模型管理,提供仿真模型的管理,支持模型的上傳于刪除等功能,支持第三Simulink模型加載;

·       仿真控制,提供仿真模型的運(yùn)行控制,支持對仿真模型啟??刂疲?/span>

·       變量綁定,提供變量ICD數(shù)據(jù)的綁定,支持半物理仿真的接口綁定;

·       變量監(jiān)控,提供變量監(jiān)控功能,支持仿真運(yùn)行中對仿真參數(shù)的監(jiān)控;

·       變量在線調(diào)參,提供模型運(yùn)行過程中,支持對參數(shù)變量的在線調(diào)參功能;

·       變量存儲,提供變量存儲功能,支持仿真運(yùn)行中對所有仿真參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲;

·       離線分析,提供變量存儲數(shù)據(jù)的回灌功能,并提供數(shù)據(jù)的曲線繪制功能,支持對仿真數(shù)據(jù)的離線分析能力。

3.1.2數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件

數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件提I/O設(shè)備板卡通道的協(xié)議設(shè)計(jì)功能,主要功能如下;

·       數(shù)據(jù)定義,提ICD/導(dǎo)入功能,支ICDI/O設(shè)備板卡通道的綁定功能;

·       數(shù)據(jù)監(jiān)控,提供基ICD信息解析的功能,支持?jǐn)?shù)據(jù)參數(shù)前端工程化顯示的功能;

·       數(shù)據(jù)激勵,提供數(shù)據(jù)靜態(tài)激勵的功能,能支持組合的數(shù)據(jù)靜態(tài)激勵功能。

3.1.3仿真激勵與采集系統(tǒng)

仿真激勵與采集系統(tǒng)中包含相應(yīng)的仿真模型I/O設(shè)備,可對所有機(jī)載設(shè)備的信號仿真激勵與信號采集,涉及的總線包RS232、RS422、RS485、CAN、模擬量、離散量等,該系統(tǒng)另包含一套真/仿真件切換設(shè)備,及其配套線纜,用于滿足半物理仿真過程中所有的真實(shí)部件與仿真部件切換的需求。

鐵鳥 綜合試驗(yàn)平臺 

 

3.2負(fù)載模擬系統(tǒng)

3.2.1鐵鳥主體結(jié)構(gòu)

負(fù)載模擬系統(tǒng)增加鐵鳥臺架主體結(jié)構(gòu),支持飛控系統(tǒng)性能驗(yàn)證,鐵鳥臺架的結(jié)構(gòu)主體采用真實(shí)飛機(jī)布局的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括簡易駕駛艙、機(jī)翼主體、活動舵面、機(jī)身結(jié)構(gòu),并支持相關(guān)設(shè)備安裝與試驗(yàn)。

鐵鳥 綜合試驗(yàn)平臺 

3.2.2模擬負(fù)/監(jiān)控系統(tǒng)

模擬負(fù)/監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能支持機(jī)身副翼、升降舵、方向舵的負(fù)載模擬,并能支持對全機(jī)舵面進(jìn)行監(jiān)控。

圣達(dá)駿業(yè)為用戶提供了全機(jī)級飛機(jī)仿真與測試環(huán)境的軟硬件支持,為用戶完成航電飛控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證奠定了基礎(chǔ),綜合仿真數(shù)據(jù)的刷新速10ms,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的刷新1Hz。試驗(yàn)臺架支持連續(xù)48小時(shí)持續(xù)試驗(yàn),平均無障時(shí)間大2000小時(shí)。

四、項(xiàng)目總結(jié)

鐵鳥綜合試驗(yàn)平臺的成功搭建,為用戶提供了一種相對安全、成本較低的測試手段,通過本平臺可以模擬飛控、航電等組件和子系統(tǒng)的運(yùn)行,以及飛行器在不同飛行條件下的性能表現(xiàn),幫助其確定設(shè)計(jì)是否符合預(yù)期,識別并解決可能存在的問題,以評估飛行器的性能和可靠性,同時(shí)減少實(shí)際試飛風(fēng)險(xiǎn)。

 


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