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鐵鳥綜合試驗(yàn)平臺(tái) 返回列表頁(yè)

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更新時(shí)間：2024-12-20 18:21:55瀏覽次數(shù)：299次

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應(yīng)用領(lǐng)域	文體,綜合

1 應(yīng)用背景

電動(dòng)垂直起降(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(dòng)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)是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(dòng)。多樣化的使用場(chǎng)景，意味著市場(chǎng)對(duì)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(duì)于電動(dòng)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(dòng)化的測(cè)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(dòng)航空公司對(duì)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(tái)，按飛機(jī)研制進(jìn)度的功能需求，整體應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)景如下：

1)飛控系統(tǒng)在仿真場(chǎng)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(chǎng)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(tái)解決方案

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

鐵鳥綜合試驗(yàn)平臺(tái)

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

3.1.綜合控制臺(tái)

綜合控制臺(tái)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(cè)。

鐵鳥綜合試驗(yàn)平臺(tái)

3.1.1鐵鳥綜合試驗(yàn)平臺(tái)仿真管理軟件

· 支持用戶搭建的導(dǎo)航信息、動(dòng)力系統(tǒng)Matlab/Simulink模型自動(dòng)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)行,同時(shí)支持自動(dòng)代碼下載、圖形信號(hào)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，支持第三方Simulink模型加載；

· 仿真控制，提供仿真模型的運(yùn)行控制，支持對(duì)仿真模型啟?？刂?；

· 變量綁定，提供變量與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(duì)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(duì)參數(shù)變量的在線調(diào)參功能；

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

· 離線分析，提供變量存儲(chǔ)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(duì)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)控軟件提供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，提供ICD編輯/導(dǎo)入功能，支持ICD與I/O設(shè)備板卡通道的綁定功能；

· 數(shù)據(jù)監(jiān)控，提供基于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(lì)，提供數(shù)據(jù)靜態(tài)激勵(lì)的功能，能支持組合的數(shù)據(jù)靜態(tài)激勵(lì)功能。

3.1.3仿真激勵(lì)與采集系統(tǒng)

仿真激勵(lì)與采集系統(tǒng)中包含相應(yīng)的仿真模型與I/O設(shè)備，可對(duì)所有機(jī)載設(shè)備的信號(hào)仿真激勵(lì)與信號(hào)采集，涉及的總線包括RS232、RS422、RS485、CAN、模擬量、離散量等，該系統(tǒng)另包含一套真件/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(tái)

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(tái)架主體結(jié)構(gòu)，支持飛控系統(tǒng)性能驗(yàn)證，鐵鳥臺(tái)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(jiǎn)易駕駛艙、機(jī)翼主體、活動(dòng)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(tái)

3.2.2模擬負(fù)載/監(jiān)控系統(tǒng)

模擬負(fù)載/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(duì)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(jí)飛機(jī)仿真與測(cè)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)的刷新速率≤10ms，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的刷新率≥1Hz。試驗(yàn)臺(tái)架支持連續(xù)48小時(shí)持續(xù)試驗(yàn)，平均無障時(shí)間大于2000小時(shí)。

四、項(xiàng)目總結(jié)

鐵鳥綜合試驗(yàn)平臺(tái)的成功搭建，為用戶提供了一種相對(duì)安全、成本較低的測(cè)試手段，通過本平臺(tái)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(shí)別并解決可能存在的問題，以評(píng)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)。