半實物仿真系統(tǒng)RITM

Exponenta公司把該產(chǎn)品命名為RITM，已經(jīng)交付給了俄羅斯相關(guān)發(fā)動機制造商。該半實物仿真系統(tǒng)允許通過在數(shù)字環(huán)境下對物理對象模型進行建模，包括被控對象模型及其工作環(huán)境。佩塞利尼克表示，任何需要控制的物理對象都可以編寫成數(shù)字對象，包括各種航空發(fā)動機、飛機、變速齒輪箱，甚至復雜的電網(wǎng)。

該系統(tǒng)能夠在線啟動模型，然后通過專有接口可以將仿真系統(tǒng)連接到實際物理對象、其它硬件單元或測試臺上，這些對象包括機載計算機、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)或其它系統(tǒng)。通過使用擴展基座，一臺實時運算的計算機最多可連接12塊額外的輸入/輸出板。

這種半實物仿真系統(tǒng)能夠模擬一些特定的設(shè)計系統(tǒng)，或者在現(xiàn)實中過于復雜、危險或昂貴的測試。例如飛機發(fā)動機設(shè)計過程在初始階段的建模、模擬子系統(tǒng)故障或者發(fā)動機緊急制動。

之前，在俄羅斯發(fā)動機研制單位中，更多使用的是瑞士Speedgoat公司研發(fā)的Speedgoat半實物仿真與測試平臺，該系統(tǒng)是一套基于Simulink/xPC Target的半實物仿真與測試的軟硬件平臺。在典型的設(shè)計流程“V模式”中，Speedgoat公司既可在快速控制原型階段(RCP)提供基于FPGA的實時目標機以驗證用戶模型，又可在硬件在環(huán)測試階段(HIL)為用戶提供仿真平臺，供用戶測試自己的硬件。Speedgoat半實物仿真與測試平臺已普遍應(yīng)用到航空、航天、船舶、電子、兵器、汽車、科研和教育等領(lǐng)域。

佩塞利尼克表示：“瑞士Speedgoat這幾年來一直為我們的客戶所熟知。而我們的系統(tǒng)則是一臺工業(yè)計算機加上俄羅斯的輸入/輸出板，同時我們?yōu)镾imulink編寫了專門的驅(qū)動程序和模塊，并將它們與Simulink Real-Time集成在一起。最重要的是，除了標準的模擬和數(shù)字接口之外，我們的硬件還兼容軍用接口ARINC 429和MIL-STD-1553，所以這個系統(tǒng)是為國防公司設(shè)計的?！?/span>

除了實現(xiàn)硬件在回路仿真外，該系統(tǒng)還可以對控制算法進行原型設(shè)計，在發(fā)動機控制算法生成代碼下載到硬件之前，可以通過RITM系統(tǒng)進行充分的測試。

佩塞利尼克補充說：“在數(shù)字環(huán)境下，人們可以迅速測試不同的控制算法，例如自適應(yīng)控制器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或模糊邏輯等，這將有助于快速的評估算法性能，且無需額外成本，這將有助于從數(shù)十種算法中選擇出最合適的嵌入式算法?！?/span>

佩塞利尼克還特別強調(diào)，由于是使用了俄羅斯制造的零部件，該系統(tǒng)比國外同等系統(tǒng)要便宜得多。

彼爾姆航空發(fā)動機公司自動化控制系統(tǒng)設(shè)計部門副主任Igor Gribkov評論道：“在為MC-21客機研發(fā)PD-14發(fā)動機時，我們已經(jīng)應(yīng)用了一些基于模型的設(shè)計，并且我們計劃在后續(xù)的PD-35發(fā)動機上繼續(xù)使用這種方法，這將減少發(fā)動機應(yīng)急運行檢查的相關(guān)技術(shù)風險，在數(shù)字方面，我們可以模擬發(fā)動機轉(zhuǎn)子斷裂、喘振和其它緊急情況?！?/span>