Cessna通过半回路硬件测试增强了防滑技术

挑战

找出并纠正间歇飞机刹车控制问题

使用MathWorks工具和硬件在中环测试,以分析控制器实时和成本有效的测试解决方案

结果

  • 数千美元月的时间节省
  • 过渡时间最小化
  • 间歇控制问题

“我们创造了利用Simulink,Simulink的编码器,和Simulink实时,使我们能够非常快速地测试万博1manbetx控制算法的方式,根本不可能在实际飞机上的硬件在环测试工具。”

艾伦·约翰逊,塞斯纳飞机公司
塞斯纳奖状实验机

来自塞斯纳飞机公司的引文飞机以其创新技术和乘客舒适度而闻名。当试飞员报告飞机的防滑刹车控制系统出现问题时,塞斯纳的工程师们立即抓住机会改进产品。然而,这个问题是间歇性的,这使得隔离和复制变得困难。

Cessna的工程师通过使用MathWorks工具来开发飞机的软件模型,并运行仿真各种条件下系统行为的实时半实物(HIL)测试,从而识别并解决了这个问题。

“使用MathWorks工具的HIL测试使我们能够快速发现根本原因,并研究未来防滑系统的改进,而不需要使用实际飞机上宝贵的飞行时间,”塞斯纳首席工程师Alan Johnson说。

挑战

当飞机继续满足认证要求,在某些着陆原型车的制动控制系统中的应用,并发布了刹车超过必要的。因为这个问题很少出现,这是难以分离。塞斯纳知道的跑道和制动器的磨损条件的某些组合发挥了作用,但同时进行模拟数百个航班和着陆这些条件将是昂贵和费时。

该公司需要将模拟飞机降落在各种各样的条件,同时检查控制系统的实时操作。他们认为购买第三方飞机仿真系统,但成本和时间的限制作出的做法是不切实际的。

“有可用的几十万美元的专有模拟系统,并且它们通常具有两个或三个月期铅时间得到系统,”笔记约翰逊。“我们没有那么多的在我们的预算,我们需要做的,不是刚刚起步,在两三个月。”

塞斯纳迅速发展HIL测试使用Simulink中的原型的制动控制系统万博1manbetx®, 万博1manbetxSimulink编码器™和Simulink实时™。

两个塞斯纳工程师开发原型在Simulink模型。万博1manbetx该模型并入升力,阻力,发动机推力,和后连杆主起落架。它也包括参数来模拟跑道条件,包括水,雪,或沥青冰和开槽跑道-以及不同的制动磨损工况。然后,工程师使用的Simulink编码器自动生成万博1manbetx从仿真模型ANSI C代码。

使用Sim万博1manbetxulink实时他们跑的代码,并在连接到飞机的制动控制系统商用的现成硬件实时执行的模式。

使用这个测试环境中,工程师们模拟登陆数百个不同的条件下,直到他们能够始终如一地复制症状。在模拟中,在团队2000Hz的采样速率聚集在20个不同的参数的数据。与每个实时测试持续时间超过20秒,超过十亿字节的数据,制作针对每个运行。

塞斯纳使用MATLAB®分析测试数据,绘制各种信号关系,并最终确定刹车控制问题的原因:刹车控制器中的死带。

在发现死区后,该团队开发了一种设计,利用飞机控制和系统提供的附加参数解决了这个问题,试飞员和工程师对这种新性能都很满意。能够快速而廉价地发现间歇问题,使Cessna在一个要求完美的市场中具有竞争优势。

由于这台样机防滑项目,塞斯纳已扩大使用HIL测试,而现在使用MathWorks工具来测试所有新的制动控制系统。

结果

  • 数千美元月的时间节省。约翰逊说:“如果我们必须对一架飞机进行测量,并进行所需的数百次降落,那将花费数千美元,花费的时间将是它的三到四倍。”使用MathWorks工具,我们可以在15分钟内运行4次模拟,而且不需要任何成本。一架真正的飞机着陆四次需要一个小时,花费在5000到10000美元之间。”

  • 过渡时间最小化。“有了MathWorks工具,两个工程师兼职工作,从零开始,三个月就组装好了整个HIL项目——差不多是我们购置一个专有飞机模拟系统的时间,”Johnson说。“我们的模型在第一次启动时就在Sim万博1manbetxulink上实时运行。MathWorks工具操作起来非常简单,就像即插即用。”

  • 间歇控制问题。“间歇性的问题是真的很难追查,”约翰逊说。“通过使用MathWorks工具在实验室里,我们不停地模拟着陆,具有精确控制的条件下,直到我们发现了它,然后我们就可以每一次复制它。我们会做一个运行,请从Simulink的实时数据,绘制出来万博1manbetx,并在两分钟内正在运行的下一个模拟。”