應(yīng)用

飛控系統(tǒng) (飛行控制系統(tǒng)) 是航空器的“大腦與神經(jīng)中樞”，核心作用是通過(guò)姿態(tài)穩(wěn)定、軌跡控制、載荷調(diào)節(jié)、安全保護(hù)，實(shí)現(xiàn)航空器自主/半自主飛行，降低人工操控難度，保障飛行安全與任務(wù)精度，其應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋民用、軍用、工業(yè)等領(lǐng)域。特別是低空經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，使得飛控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍得到更進(jìn)一步的拓展。

為確保航空器的飛行安全、系統(tǒng)性能、滿(mǎn)足行業(yè)規(guī)范，對(duì)飛控系統(tǒng)進(jìn)行充分的測(cè)試驗(yàn)證是必不可少的環(huán)節(jié)，且飛控系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證貫穿研發(fā)、生產(chǎn)、適航、運(yùn)維等全生命周期階段。尤其在低空經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，無(wú)人機(jī)、eVTOL等航空器的規(guī)?；瘧?yīng)用，更依賴(lài)于飛控系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證體系的完善與嚴(yán)格執(zhí)行。

通過(guò)飛控系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證能夠?qū)崿F(xiàn)邊界條件驗(yàn)證、控制精度驗(yàn)證、動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化、多機(jī)協(xié)同驗(yàn)證，通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證可提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免后期整改帶來(lái)的高額成本，同時(shí)為運(yùn)維提供數(shù)據(jù)支撐。

挑戰(zhàn)

飛控系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證過(guò)程中需要模擬實(shí)際執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接口接收飛控系統(tǒng)輸出的控制指令，通過(guò)動(dòng)力學(xué)模型的實(shí)時(shí)解算輸出姿態(tài)信息，并將姿態(tài)信息實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)臺(tái)的控制指令，為此測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)需要滿(mǎn)足如下要求：

具備模型的實(shí)時(shí)結(jié)算能力，最小仿真步長(zhǎng)不大于1 ms；

具備基于PWM接口或者CAN接口接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)控制指令的能力；

具備基于串口實(shí)時(shí)控制轉(zhuǎn)臺(tái)的能力。

解決方案

為實(shí)現(xiàn)某無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證，基于簡(jiǎn)儀科技的PXI/PXIe系列產(chǎn)品搭建了飛控系統(tǒng)半實(shí)物仿真測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)整體采用上下位機(jī)架構(gòu)，如下圖所示。下位機(jī)由簡(jiǎn)儀科技的PXIe機(jī)箱、PXIe控制器、PXI采集模塊構(gòu)成。PXIe控制器上運(yùn)行LinuxRT實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及凱云科技的實(shí)時(shí)仿真引擎ETestX，上位機(jī)上運(yùn)行凱云科技的國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)SimuRTS。通過(guò)SimuRTS下載動(dòng)力學(xué)模型、數(shù)據(jù)處理算法到PXIe控制器，實(shí)現(xiàn)模型/算法的輸入輸出通道與物理通道的綁定，并可實(shí)現(xiàn)模型/算法仿真的動(dòng)態(tài)調(diào)參、運(yùn)行監(jiān)視、數(shù)據(jù)分析等功能。

使用的簡(jiǎn)儀產(chǎn)品

硬件

PXIe-2315G2機(jī)箱：是一款高性能、高性?xún)r(jià)比的5槽全混合PXI/PXIe機(jī)箱,具備高時(shí)鐘精度、低相位抖動(dòng)和低功耗紋波噪聲。

PXIe-3117a嵌入式控制器：采用i7-9850HE處理器，6核12線(xiàn)程，支持LinuxRT實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，能夠有效保證動(dòng)力學(xué)模型及其他數(shù)據(jù)處理算法的實(shí)時(shí)運(yùn)行，可滿(mǎn)足仿真步長(zhǎng)1 ms的性能要求，為飛控系統(tǒng)的半實(shí)物仿真測(cè)試驗(yàn)證奠定基礎(chǔ)。

PXIe-5211：是一款多用途計(jì)數(shù)器/定時(shí)器模塊，可提供8路計(jì)數(shù)器，支持計(jì)數(shù)、頻率測(cè)量、脈寬測(cè)量、編碼器、脈沖輸出等功能。

PXI-67841：是一款CAN 接口卡可支持一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行或橋接運(yùn)行的雙端口CAN接口，具有自動(dòng)糾錯(cuò)和重新傳輸功能的總線(xiàn)仲裁和錯(cuò)誤檢測(cè)。

PXI-63534：是一款高性?xún)r(jià)比串口板卡，具備4路帶有智能緩存器的異步通信端口（3個(gè)RS-232端口和1個(gè)帶2500 Vrms隔離電壓的隔離RS-422/RS-485端口），適于調(diào)制解調(diào)器，數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)采集，遠(yuǎn)程通信。

軟件

SeeSharpTools：銳視測(cè)控軟件開(kāi)發(fā)工具包

凱云科技 ETestX

為什么選擇簡(jiǎn)儀

銳視測(cè)控平臺(tái)：銳視測(cè)控平臺(tái)使用C# 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，提供了一個(gè)強(qiáng)大且易于使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境，幫助客戶(hù)快速實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

成熟的產(chǎn)品：簡(jiǎn)儀產(chǎn)品經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期市場(chǎng)驗(yàn)證，具有可靠的性能和穩(wěn)定性。

POC驗(yàn)證服務(wù)：簡(jiǎn)儀提供售前的POC(原理驗(yàn)證)服務(wù)，幫助客戶(hù)驗(yàn)證產(chǎn)品性能和適用性。

高精度：簡(jiǎn)儀的產(chǎn)品滿(mǎn)足了客戶(hù)對(duì)測(cè)試精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比國(guó)外品牌，簡(jiǎn)儀的解決方案不僅性能更優(yōu)，而且在成本上具有明顯優(yōu)勢(shì)，降低了客戶(hù)的整體制造成本。

供貨速度：簡(jiǎn)儀能夠快速供貨，確保項(xiàng)目按時(shí)進(jìn)行。

技術(shù)支持和快速響應(yīng)能力：簡(jiǎn)儀提供優(yōu)質(zhì)的本地化技術(shù)支持，快速響應(yīng)客戶(hù)需求，幫助客戶(hù)解決問(wèn)題，確保了測(cè)試任務(wù)的順利進(jìn)行。

本次飛控系統(tǒng)半實(shí)物仿真測(cè)試驗(yàn)證項(xiàng)目的成功實(shí)施，充分體現(xiàn)了簡(jiǎn)儀科技PXIe平臺(tái)在高實(shí)時(shí)性、多接口集成與系統(tǒng)可靠性方面的優(yōu)勢(shì)。該解決方案不僅幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)了飛控系統(tǒng)的全面驗(yàn)證，提升了測(cè)試效率與數(shù)據(jù)可靠性，也為低空經(jīng)濟(jì)背景下無(wú)人機(jī)、eVTOL等航空器的規(guī)?；瘧?yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐。未來(lái)，簡(jiǎn)儀科技將繼續(xù)攜手合作伙伴，共同推動(dòng)國(guó)產(chǎn)測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)在航空、航天等高端裝備領(lǐng)域的深入應(yīng)用。