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DCNS对SAMAHE直升机操纵系统进行建模和仿真

挑战

加快用于在海军舰艇飞行甲板和机载机库之间移动直升机的处理系统的开发和鉴定

解决方案

使用Si金宝appmulink和Simscape Multibody来模拟处理系统、直升机和舰船，并在困难或不安全的海上测试条件下模拟系统

结果

  • 在多种操作条件下验证了系统稳定性
  • 模拟速度加快了18倍
  • 转移的关键开发知识

“MATLAB和Simu金宝applink帮助我们快速验证技术概念，准确估计我们设计的性能，最大限度地减少系统验证时间，并提供满足程序需求的系统。”

Jérôme Vouillat, DCNS

的SAMAHE®直升机操纵系统。

的SAMAHE®直升机处理系统可以在不到两分钟的时间内将一架10吨重的直升机从机库转移到海军舰艇的飞行甲板。SAMAHE由法国海军防御和能源公司DCNS设计®该系统在海况6(海浪高达6米)时安全运行，可配置用于从轻型护卫舰到护卫舰的各种船只。全世界有9个海军在使用SAMAHE®系统。

DCNS使用Simu金宝applink®和Simscape Multibody™开发SiMAéro (Simulation de manutentd 'Aéronef apponté)，这是一个为海军飞机处理系统执行计算分析的模拟器。SiMAéro模拟SAMAHE®将在广泛的条件下运行，包括许多在真船上测试是不切实际或不安全的。

“通过模拟SAMAHE®DCNS的仿真工程师Jé金宝apprôme Vouillat说:“通过Simulink和Simscape Multibody系统，我们最大限度地缩短了其鉴定时间，减少了海上测试，从而降低了成本，提高了船舶可用性。”“我们与MathWorks咨询服务公司合作，在我们的计算机集群上使用MATLAB并行服务器运行模拟，并加速了数百次模拟运行。”

挑战

海上测试必须提前几个月计划，除了在船上进行一周的测试外，通常还需要整整一个月的准备工作。即使有了计划和准备，也无法保证彻底测试所需的条件(包括大风)在测试期间会存在。此外，在真实的船舶上测试极端条件和故障场景可能是危险的。DCNS想要一种方法来精确模拟广泛的条件和场景，以最大限度地减少海上测试和最大限度地提高船员安全。

除了对SAMAHE的力学建模之外®在操作系统中，DCNS需要为许多直升机的起落架和轮胎建模。海军直升机轮胎的滚动和滑动特性与其他飞机轮胎的滚动和滑动特性有很大不同，必须精确建模以进行高保真模拟。

DCNS团队必须模拟数百个测试案例，涵盖不同类型的船舶和直升机，广泛的海况，以及几种直升机处理系统配置。一次批量运行需要大约1200个不同的模拟，以涵盖直升机配置、风况和船只运动，他们必须分析。他们需要一种方法来缩短模拟时间，并减少进行模拟所需的人工工作量。

解决方案

DCNS使用Simu金宝applink和Simscape Multibody对SAMAHE进行建模和仿真®系统，并使用并行计算工具箱™和MATLAB并行服务器™加速仿真。

在Simulink中，金宝appDCNS团队在MathWorks咨询服务的支持下金宝app创建了一个包含直升机、舰船和SAMAHE的顶层模型®处理系统。船舶子模型考虑了风况、海况等环境条件。完整的模型包含大约4500个块和190个可配置参数。

该团队使用Simscape Multibody来模拟直升机的起落架和SAMAHE的机械结构®系统。直升机轮胎是用S-Function块封装的微分方程建模的。该团队创建了一个舰船和直升机Simulink模型库，并定期更新以模拟新的配置和系统。金宝app

为了验证他们的物理模型，研究小组进行了功能验证，然后将模拟结果与海上测试的测量结果与实际系统进行了比较。

DCNS工程师和MathWorks顾问在MATLAB中开发了一个接口，帮助操作人员配置模型参数，启动Simulink仿真，并自动处理仿真结果。金宝app

DCNS对各种直升机质量配置、直升机重心位置、直升机初始位置以及船舶运动和风况进行了1200多次模拟。

最初，一次模拟运行大约需要4个小时才能完成。该团队与MathWorks Consulting合作，使用并行计算工具箱来并行化应用程序，并使用MATLAB并行服务器将模拟运行扩展到20核计算机集群。

DCNS工程师目前正在更新他们的模型，以支持对系统的计划增强。金宝app这项工作是DCNS持续改进产品和研发活动流程的一部分。下载188bet金宝搏

结果

  • 在多种操作条件下验证了系统稳定性．“通过使用Simulink和Simscape Mult金宝appibody创建的SiMAéro，我们可以模拟SAMAHE的整个处理阶段®并验证直升机在各种操作条件下的稳定性，”Vouillat说。“如果手工编写模拟代码，是不可能按时完成这个项目的。”

  • 模拟速度加快了18倍．“通过使用并行计算工具箱和MATLAB并行服务器在一个20人的集群上运行这些模拟，我们完成每批处理的速度快了18倍，”Vouillat说。

  • 转移的关键开发知识．“MathWorks的顾问完全掌握MATLAB和Simulink产品，这使我们能够使用提高生产力和可维护性的最佳实践开发和优化模拟金宝app器接口，”Voui下载188bet金宝搏llat说。“因为知识转移是整个项目的优先事项，我们现在是自主的，并继续自主开发。”

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