用户故事

赛斯纳通过硬件在环测试提高防滑技术

挑战

找出并纠正间歇飞机刹车控制问题

解决方案

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
  • 间歇控制孤立问题

“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金宝app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

塞斯纳飞机公司的Citation喷气式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,这使得分离和复制变得困难。

Cessna的工程师发现并解决了这个问题,他们使用MathWorks工具开发了飞机的软件模型,并进行了实时半环硬件测试,模拟了各种条件下的系统行为。

Cessna首席工程师Alan Johnson表示:“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,而无需在实际飞机上花费宝贵的飞行时间。”

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。”

解决方案

塞斯纳迅速发展HIL测试使用Simulink中的原型的制动控制系统金宝app®、S金宝appimulink Coder™和Simulink Real-Time™。

两个塞斯纳工程师开发原型在Simulink模型。金宝app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编码器自动生成金宝app从仿真模型ANSI C代码。

使用Sim金宝appulink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®对试验数据进行分析,绘制各种信号关系图,最终找出造成制动控制问题的原因:制动控制器中的死区。

在发现死带后,该团队开发了一种设计,利用飞机控制和系统提供的额外参数解决了这个问题,试飞员和工程师都对新的性能感到满意。能够快速、廉价地发现间歇性问题,使塞斯纳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仪器检测,并进行所需的数百次着陆,那将花费数千美元,耗时将是现在的三到四倍。”“使用MathWorks工具,我们可以在15分钟内运行4个模拟,而且没有任何成本。一架真正的喷气式飞机着陆四次需要一个小时,成本在5000美元到1万美元之间。”

  • 过渡时间最小化.约翰逊说:“有了MathWorks工具,两个工程师兼职工作,在三个月内从头开始组装整个HIL项目——大约相当于我们购买一个专有的飞机模拟系统所需的时间。”“我们的模型第一次在Simulink金宝app real上运行。MathWorks工具非常容易使用,就像即插即用一样。”

  • 间歇控制孤立问题.“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,绘制出来金宝app,并在两分钟内正在运行的下一个模拟。”

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