大韩航空加快无人机飞行控制软件的开发和验证使用基于模型的设计

挑战

开发并验证无人机飞行控制软件

使用基于模型的设计来设计和模拟飞行控制规律和操作逻辑,生成和验证产品代码,并进行测试HIL

结果

  • 运行时错误的100%,在手写代码识别和消除
  • 发力减少60%
  • 昂贵的飞行测试最小化

“这个模型的重用和效率的提高能够通过MATLAB和Simulink节省时间,降低成本。金宝app我们估计,超过50%的储蓄时间是基于模型的设计与手工编码相比,并与项目的复杂程度基于模型的设计增加了优势实现“。

Jungho月,大韩航空
大韩航空无人机。

工程师开发高完整性飞行管理和控制软件的无人飞行器(UAV)采用多种技术,包括模拟,单元测试,正式测试和硬件在环(HIL)仿真验证整个开发过程中的软件。在大韩航空,工程团队加速这些验证步骤,以及无人机的飞行控制软件的整体发展,与基于模型的设计。

“基于模型的设计使我们的团队建立可在多种无人机平台上使用的过程。这个过程包括建模和仿真系统,自动生成生产代码,并验证我们的生成和手写代码是免费的运行时错误的,” Jungho月,大韩航空的高级飞行控制系统工程师说。“因此,我们消除了在开发早期可能出现严重的错误,提高了开发效率,并降低开发成本。”

挑战

在过去,大韩航空工程师手工编码的无人机飞行控制软件。该公司确定了几个缺点这种方法,特别是当一个单一的飞行控制系统,有针对性的多种无人机平台。首先,研究小组正在开发的算法,C组太复杂的程序手工。其次,他们需要能够快速部署的硬件规格的变化和最新的控制算法。三,手工检查代码和单元测试需要太多的时间和精力去完成。

为了满足飞行测试和认证的不可移动的最后期限,大韩航空需要缩短开发通过模拟设计模型,自动生成的代码,并验证生成和手写代码。

大韩航空使用基于模型的设计开发出了新型无人机飞行控制软件。

在发展的早期阶段,工程师们开发了一个Simulink的金宝app®模型优化和验证高层次的需求。

工程师开发的UAV的动态模型,包括起落架动力学模拟自动起飞和着陆,航天用™模块组。后来,他们使用的系统辨识工具箱™估计模型参数的飞行动力学和性能验证。

使用鲁棒控制工具箱™和控制系统工具箱™团队设计的飞行控制规律来计算最优控制增益。

飞行管理与控制系统,包括自动着陆引导子系统,在Simulink和Stateflow建模金宝app®

运行桌面模拟验证飞行控制律和收集控制响应数据后,他们分析的结果,后来,飞行试验结果,在MATLAB®

使用Simu金宝applink检查™和Simulink覆盖™,工程师进行定期检查,以确保符合公司的建模标准遵循的模型(基于MAAB准则),并测量100%MC / DC模型覆盖了他们的测试套件。

该团队从他们的模型与嵌入式编码生成的代码超过45,000源线®。他们整合了代码,他们已经为硬件驱动手写本的C代码,他们重复使用测试用例模型覆盖测量100%MC / DC的代码覆盖率。

使用Polyspace代码证明器™,球队所有的检查运行时错误代码,识别手写代码,他们随后更正的。在生成的代码没有发现运行时错误。

该团队使用Simulink实时™进行实时HIL仿真。金宝app该HIL模型,其中包含在飞行控制和飞行动力学子模型11000个多块,被重用,以创建无人机操作员训练模拟器。

提供的认证机构与Simulink的检查和Simulink覆盖率和Polyspace代码证明者生成的检测报告生成的MC / DC覆盖率报告大韩航空工程师。金宝app

大韩航空如期完成发展,无人机已经获得适航认证,从韩国政府。

结果

  • 运行时错误的100%,在手写代码识别和消除。“Polyspace代码证明方的安全软件,并消除可能发生在飞行中是严重错误的发展是至关重要的,”月亮说。“Polyspace发现几十除以零和溢出错误在我们的手写代码,并证明没有通过嵌入式编码产生的代码运行时错误的。”

  • 发力减少60%。“我们用MATLAB和Simulink开发的软件有更多的功能,并验证覆盖率比项目,我们金宝app的手工编码,”月亮说。“模型重用,代码生成,并降低60%的测试时间与基于模型的设计剪裁开发工程师小时。”

  • 昂贵的飞行测试最小化。“一个单一的飞行测试费用超过$ 10,000,”月亮说。“随着基于模型的设计,我们知道,如果我们正确地模拟,该无人机将飞行正常。例如,自动驾驶仪的性能和功能,可以只用一个三分以前要求的飞行测试次数进行验证“。