大韩航空速度无人机飞行控制软件开发和验证基于模型的设计

挑战

开发和验证为无人机飞行控制软件

使用基于模型的设计和模拟飞行控制律设计和操作逻辑,生成和验证生产代码,并进行仿真测试

“模型重用和效率改进通过MATLAB和Simulink节省时间和降低成本。万博1manbetx我们估计一个时间节省50%以上是可以实现的基于模型的设计与手工编码相比,和基于模型设计的优点提高项目的复杂性。”
Jungho月亮,大韩航空

大韩航空的无人驾驶飞行器。

高度集成工程师开发飞行管理和控制无人机(uav)软件验证软件在开发使用各种技术,包括仿真、单元测试,正式测试,和半实物仿真(边境)。在大韩航空公司,工程团队加速这些验证步骤,以及无人机飞行控制软件的全面发展,与基于模型的设计。

“基于模型的设计使我们的团队建立的过程,可用于多个无人机平台。这一过程包括建模和模拟系统,自动生成生产代码,并验证我们的生成和手写的代码没有运行时错误,“说Jungho月亮,在大韩航空高级飞行控制系统工程师。”因此,我们消除了潜在的关键错误在发展早期,提高开发效率,并降低开发成本。”

在过去,大韩航空工程师手工编码的无人机飞行控制软件。公司这种方法确定的几个缺点,尤其是当一个飞行控制系统针对多个无人机平台。首先,团队开发的算法过于复杂的手工在C程序。其次,他们需要能够快速部署硬件规范的变化和最新的控制算法。第三,手工代码检查和单元测试需要太多的时间和精力来完成。

以满足飞行测试和认证的固定的期限,大韩航空公司需要缩短开发通过模拟设计模型,自动生成代码,验证和手写的代码生成。

大韩航空公司开发了新的无人机飞行控制软件使用基于模型的设计。

在开发的早期阶段,工程师们开发了一个模型万博1manbetx^®模型优化和验证高级需求。

工程师们开发了一种无人机的动力学模型,包括起落架动力学模拟自动起飞和降落,与航空航天Blockset™。后来他们使用系统辨识工具箱™为飞行动力学模型参数估计和性能验证。

团队设计飞行控制规律使用鲁棒控制工具箱™和控制系统工具箱™来计算最优控制收益。

飞行管理和控制系统,包括自动着陆导航子系统,在仿真软件建模和Stateflow万博1manbetx^®。

跑后桌面模拟来验证飞行控制律和收集控制响应数据,他们分析了结果,后来,飞行测试结果,在MATLAB^®。

使用模型检查万博1manbetx™和仿真软件覆盖™,工程师进行定期检查,确保模型符合公司的建模标准(基于MAAB指南)和测量100%的MC / DC模型覆盖率的测试套件。

超过45000行源代码生成的团队从他们的模型嵌入的编码器^®。他们集成这个C代码和代码手写的硬件驱动程序,他们为模型重用测试用例覆盖率来衡量MC / DC代码覆盖率100%。

使用Polyspace代码验证™,团队的所有代码运行时错误检查,确定几个手写代码,随后他们纠正。在生成的代码没有运行时错误被发现。

团队进行实时仿真模拟与仿真软件实时™。万博1manbetx仿真模型,其中包含超过11000块在飞行控制和飞行动力学的子,是重用来创建一个无人机操作员训练模拟器。

大韩航空工程师向认证机构提供了MC / DC覆盖报告生成的模型检查和仿真软件由Polyspace代码生成验证覆盖率和测试报告。万博1manbetx

大韩航空公司按期完成开发,无人机已经收到了来自韩国政府适航认证。

100%的手写代码运行时错误识别和消除。“Polyspace代码验证的发展是至关重要的安全软件和消除关键错误可能发生在飞行,”月亮说。“Polyspace发现几十个被零除和溢出错误在我们的手写代码,并证明了没有运行时错误代码生成的嵌入式编码。”

开发工作量减少了60%。”与MATLAB和Simulink软件我们开发更多的功能和验证覆盖率比我们手工项目,”万博1manbetx月亮说。”模型重用、代码生成和减少测试时间与基于模型的设计开发engineer-hours削减60%。”

昂贵的飞行测试最小化。“一个飞行测试可以成本超过10000美元,”月亮说。“基于模型的设计,我们知道,如果我们正确地模拟,无人机将正确地飞。例如,自动驾驶仪的性能和功能可以验证只有三分之一的飞行测试,以前需要。”