贝尔直升机公司开发出世界上第一架商用电传直升机

挑战

为第一架商用电传直升机开发飞行软件,并将其认证为DO-178B A级

解决方案

使用基于模型的设计对控制律进行建模和仿真,跟踪模型的需求,并生成和验证16000行代码

结果

  • 整合时间缩短90%
  • 开发迭代次数从数周减少到数小时
  • 保持对代码质量的信心

“通过基于模型的设计,我们成功地进行了首次飞行;从控制或集成的角度来看,没有任何问题。使用嵌入式编码器从我们的Simulink模型生成控制律代码消除了手动代码生成导致的速度减慢,并使团队能够满足更广泛的计划目标。”万博1manbetx

迈克·博思韦尔,贝尔直升机公司
贝尔525号1号和2号飞船在帕罗杜罗峡谷上空。

贝尔525 Relentless是世界上第一架采用线控飞行控制的商用直升机。线控飞控系统将直升机置于全时间计算机控制下,通过减少飞行员工作量、增加飞行员态势感知和提高飞机操纵质量,最大限度地提高安全性。

贝尔直升机采用基于模型的设计方法开发并实现了贝尔525线控飞控系统的控制规律。该项目是贝尔直升机工程师第一次为DO-178B Level a工作流使用自动代码生成。

“我们在Simulink中进行了所有的设计和广泛的模拟,”Bell 525线控飞控律负责人Mike Bo万博1manbetxthwell说。“我们第一次使用Embedded Coder为真正的飞行控制计算机生成代码时,没有出现集成问题。这是一件大事,因为在之前的项目中,集成问题确实拖了我们的后腿。”

挑战

对于贝尔公司来说,作为第一个向市场推出配备电传飞行控制的民用直升机,意味着通过减少手工编码和手工代码审查,加快其DO-178B软件开发过程中较慢的方面。在过去的项目中,一个小的手工编码的设计更改将导致一个详细的审查过程,这将花费太长的时间来支持一个积极的飞行测试开发项目。万博1manbetx

Bell 525工程团队想要获得对他们以前的DO-178B开发方法的改进。首先,他们寻求减少手工编码软件需求所导致的返工。其次,他们希望简化将代码与飞机系统的其余部分集成所需的步骤。第三,他们希望建立一个健壮的开发过程,以便工程师能够为其他团队和项目提供一致的结果。

解决方案

贝尔直升机工程师采用基于模型的设计,设计、实施并验证了贝尔525电传系统的控制律。

在Simulink中工万博1manbetx作®和Stateflow®,飞行质量工程师根据IBM定义的900个高级系统需求开发了一个控制律模型®理性的®®. 该模型被划分为模块,包括俯仰、滚转和偏航轴,以及使用Stateflow开发的逻辑和模式切换模块。

他们开发了一组测试用例,并在Simulink中运行模拟,以验证逻辑和功能。万博1manbetx

使用Simu万博1manbetxlink需求™, 工程师们将DOORS中的需求定义与他们用来建模需求的Simulink和Stateflow对象联系起来。这种可追溯性使团队能够执行影响分析,以确定Simulink模型中如果在项目后期更新需求将受到影响的区域。

他们还使用Simulink C万博1manbetxheck™和Simulink Coverage™来检查模块是否符合DO-178的贝尔直升机建模标准,并测量测试用例的模型覆盖率。虽然覆盖率分析不是认证信用所必需的,但是它在认证过程中扮演着重要的角色,因为它帮助团队从低级测试跟踪到高级需求。

该团队使用Simulink 万博1manbetxReport Generator™生成设计和需求跟踪报告,可用于指导认证所需的评审过程。

工程师们使用嵌入式编码器从Simulink控制律模型中生成了大约16000行C代码万博1manbetx®

通过使用Simul万博1manbetxink Code Inspector™,并使用DO Qualification Kit对其进行认证,团队对生成的代码和控制法则模型进行自动比较,以检查不支持的区块,验证可追溯性,并满足DO- 178b代码评审目标。万博1manbetx

在代码审查之后,使用与Simulink模型相同的测试用例编译和测试代码。软件团队随后将控制律代码与其他飞行控制代码集成,为“实时”系统测试做准备。万博1manbetx

贝尔525“无情号”进行了成功的首次飞行,该直升机正在进行飞行测试,以达到其全速、重量和高度能力。贝尔直升机公司正在将基于模型的设计应用扩展到未来的DO-178C项目中。

结果

  • 集成时间缩短90%.Bothwell说:“我们第一次生成在实际硬件上运行的代码时,并没有遇到集成问题。“在过去,完成最初的集成需要大约10周的时间,但在基于模型的设计中,我们只需一个星期。”

  • 开发迭代次数从数周减少到数小时贝尔525电传控制律设计师吉利安·阿尔弗雷德(Jillian Alfred)说:“在过去的程序中,当我们进行一个小的设计更改时,我们有时不得不等待数周,等待软件团队对其进行编码。有了Simulink和嵌入式编码器,我们只需进行更改并重新生成代码。我们在一小时内完成了新的测试构建。”万博1manbetx

  • 保持对代码质量的信心. 阿尔弗雷德说:“基于模型的设计使我们能够在不影响工作质量的情况下缩短耗时任务的持续时间。”。“我们对生成的代码的质量具有与使用传统手动过程创建的代码相同的高度信心。使用嵌入式编码器,我们知道我们正在生成正确的代码,使用Simulink code Inspector,我们可以保证它可追溯到模型。”万博1manbetx