Cessna增强了具有硬件循环测试的防滑技术

挑战

隔离并纠正间歇性飞机刹车控制问题

解决方案

使用MathWorks工具和硬件在环测试实时分析控制器,并对解决方案进行经济有效的测试

结果

  • 节省了数千美元和几个月的时间
  • 斜坡时间最小化
  • 孤立的间歇控制问题

“我们使用Simulink、Simulink Coder和Simulink Real-Time创建了一个硬件金宝app在环测试工具,使我们能够非常快速地测试控制算法,而这在实际飞机上是不可能的。”

萨尼约翰逊,塞斯纳飞机公司
塞斯纳Citation实验飞机

塞斯纳飞机公司的引用喷气机以其创新的技术和乘客舒适而闻名。当测试飞行员报告了航空器的防滑制动控制系统问题时,塞斯纳工程师有机会提高产品。然而,这个问题是间歇性的,使得难以隔离和复制。

Cessna工程师通过使用MathWorks工具来开发飞机的软件模型并运行实时硬件(HIL)测试,以在各种条件下进行模拟系统行为的实时硬件(HIL)测试。

“使用MathWorks工具的HIL测试使我们能够快速检测未来的防滑系统的根本原因和研究改进,而无需在实际飞机上使用宝贵的飞行时间,”塞斯纳的领先工程师艾伦约翰逊说。

挑战

虽然飞机继续满足其认证要求,但在一些着陆时,原型机的刹车控制系统应用和释放刹车超过必要。因为这个问题很少发生,所以很难孤立。塞斯纳公司知道跑道和刹车磨损条件的某些组合会发挥作用,但在模拟这些条件的同时进行数百次飞行和着陆将是昂贵和耗时的。

该公司需要模拟飞机在各种条件下着陆,同时检查控制系统的实时操作。他们考虑购买第三方的飞机模拟系统,但成本和时间限制使这种方法不切实际。

Johnson指出:“有些专利模拟系统售价几十万美元,通常需要两到三个月的交货时间。“我们的预算没有那么多,我们需要在两三个月内完成,而不仅仅是开始。”

解决方案

塞斯纳公司迅速利用Simulink对原型机的刹车控制系统进行了HIL测试金宝app®,S金宝appimulink Coder™和Simulink Real-Time™。

两名塞斯纳工程师在Simulink中开发了一个原型机的模型。金宝app该模型包括升力、阻力、发动机推力和主起落架的后连杆。它还包括模拟跑道条件的参数,包括水、雪或沥青跑道和沟槽跑道上的冰,以及不同的刹车磨损条件。然后,工程师使用Simulink Coder从S金宝appimulink模型自动生成ANSI C代码。

利用Sim金宝appulink real - time,他们在与飞机刹车控制系统相连的商用现成硬件上运行代码并实时执行模型。

使用这种测试环境,工程师们模拟了数百次不同条件下的着陆,直到他们能够一致地复制出这种症状。在模拟过程中,该团队以2000赫兹的采样率收集了20个不同参数的数据。由于每次实时测试都持续20秒以上,因此每次运行都会产生超过1g的数据。

塞斯纳飞机使用MATLAB®为了分析测试数据,绘制各种信号关系,最终绘制制动控制问题的原因:制动控制器中的死区。

在查找死区后,该团队开发了一种使用飞机控制和系统可获得的附加参数解决问题的设计,以及测试飞行员和工程师对新的性能很满意。能够快速地找到间歇性问题,并在需要完善的市场中提供塞斯纳竞争优势。

从这个防滑原型项目开始,塞斯纳公司扩大了HIL测试的使用范围,现在使用MathWorks工具来测试所有新的刹车控制系统。

结果

  • 节省了数千美元和几个月的时间.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。”

  • 斜坡时间最小化.“通过MathWorks工具,两名工程师兼职,从头划线组装了三个月的整个HIL项目 - 大约在同一时间才能让我们只是为了获得专有的飞机模拟系统,”约翰逊说。“我们的型号在Simulink上实时金宝app运行,这是我们第一次打开它。MathWorks工具很容易使用,就像即插即用一样。”

  • 孤立的间歇控制问题.“间歇性的问题真的很难追踪,”约翰逊说。“通过在实验室中使用MathWorks工具,我们在精确控制的条件下不断模拟着陆,直到我们找到它,然后我们可以每次复制它。我们会运行一次,从Simulink Real-Time下载数据,绘制出来,然后在两分金宝app钟内运行下一个模拟。”

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