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飞机起落架系统仿真测试

方案名称:飞机起落架系统仿真测试

方案简介:飞机起落架作为飞机重要安全功能部件,是用于飞机起飞、着陆、地面滑行和停放的重要支持系统,是飞机的主要承力构件。起落架设计包括多轮多支柱大型化结构设计、缓冲系统设计、起落架收放控制系统与刹车控制系统设计等。其中起落架收放控制系统与刹车控制系统涉及机械、液压和控制等多个领域子系统且相互耦合,因此这些系统设计时需要考虑多种约束和影响因素,多领域建模与系统仿真平台是辅助起落架收放控制、刹车控制系统设计的重要手段。

  • 解决方案


         概述:
         飞机起落架作为飞机重要安全功能部件,是用于飞机起飞、着陆、地面滑行和停放的重要支持系统,是飞机的主要承力构件。起落架设计包括多轮多支柱大型化结构设计、缓冲系统设计、起落架收放控制系统与刹车控制系统设计等。其中起落架收放控制系统与刹车控制系统涉及机械、液压和控制等多个领域子系统且相互耦合,因此这些系统设计时需要考虑多种约束和影响因素,多领域建模与系统仿真平台是辅助起落架收放控制、刹车控制系统设计的重要手段。


         系统简介:
         为了系统化测试飞机起落架及其子系统各项功能,上海科梁信息工程股份有限公司提出了基于多领域建模与分析的需求,建立多领域物理模型,从而实现对起落架系统的快速控制原型仿真,控制器硬件在环测试,完成复杂的起落架系统验证与测试。
         上海科梁信息工程股份有限公司提出的解决方案,将起落架系统划分为机械动力子系统、液压子系统和控制子系统三个相互耦合子系统,建立对应的物理模型或连接真实硬件,并且集成了其他硬件和软件平台使之覆盖整个系统的测试生命周期。

        本系统主要用于解决以下问题:
﹒        起落架收放控制器测试:搭建起落架起飞、降落的飞行环境,对收放控制单元的数据参数、控制逻辑、特性等进行RCP和HIL仿真验证。
﹒        起落架刹车系统测试:搭建飞机降落即着陆后减速环境模型,对起落架刹车控制器的逻辑、功能等进行RCP和HIL仿真验证。
﹒        控制器优化设计:在对起落架系统中的控制算法进行仿真后,根据控制算法的缺陷进行算法优化设计;后期接入真实执行机构中进行半物理仿真,并再次进行优化设计,缩短系统的研制周期,提高试飞安全性。

        系统构架:

系统架构图

         关键技术及系统优势:
        *支持起落架LGCIU(起落架控制与接口组件)电气控制信号,满足用户信号通路的输入输出需求。
        *本平台提供基于AMESim软件开发的包含起落架机械、液压、控制等子系统多物理模型和耦合交联环境模型,并能生成MATLAB/Simulink软件模块,自动代码生成、编译、下载至实时仿真机运行。用户只需专注于模型开发与调试。
        *本平台采用RT-LAB实时仿真系统,结合高性能实时仿真机,实现多核运算、大型系统并行仿真、模型多速率解算,保证起落架各子系统模型、飞机动力学模型及其他辅助系统模型的实时解算。
        * 强大的I/O扩展能力和开放性平台。既能通过本公司的I/O板卡扩展,又能支持第三方I/O板卡扩展;人机交互设计,图形化监控软件界面、参数化配置、视景等可根据用户需求定制。
        * 本系统能够实现如下测试功能:起落架自动/人工起放控制仿真测试;前轮转弯控制仿真测试;刹车系统(包含正常、自动、备用、停留刹车、防滞保护、温度指示等)功能仿真测试。

        应用领域及案例:
        起落架系统仿真测试平台可用于飞机总体单位进行起落架总体设计验证,同时也可用于飞机系统设计部门进行具体起落架控制系统设计验证,以及后期制造厂商的产品出厂测试。
        成功案例: 飞机刹车系统半实物仿真系统
        在对某型飞机刹车系统进行半实物仿真系统设计过程中,利用RT—LAB开发的半实物仿真软件将飞机刹车系统模型下载到实时仿真计算机中进行解算,同时通过D/A板卡输出机轮速度信号,经调理电路后将其调理成频率信号;刹车控制单元以此频率信号为依据通过内部相应的控制算法,输出刹车控制电流;液压模拟系统接收刹车电流信号,经过内部控制输出刹车压力信号,此信号经信号调理电路调节后通过A/D板卡输出给实时仿真计算机中的刹车系统模型,由此构成闭合试验回路。