Квалификационное тестирование ПО электронных агрегатов САУ с помощью КПМ РИТМ в «ОКБ им. А. Люльки»

Схема стенда

Создать стенд полунатурного моделирования для квалификационного тестирования ПО электронных агрегатов САУ авиационного двигателя

Задача

Зарегистрированы переходные процессы двигателя в режимах приемистости и сброса

Обеспечена устойчивая работа ПО и аппаратуры КПМ РИТМ

Результаты

Подтверждена возможность тестирования алгоритмов САУ с использованием реального электронного агрегата

Проверена работа стенда на базе Engee и КПМ РИТМ для квалификационных испытаний ПО

Современный процесс квалификационного тестирования ПО агрегатов САУ традиционно включает два этапа: тестирование в программном комплексе, имитирующем многопроцессорную среду, и на испытательном стенде. Неточности в математических моделях программных комплексов зачастую приводят к выявлению несоответствий только на этапе натурных испытаний. Использование среды полунатурного моделирования (HIL, Hardware-in-the-Loop) позволяет интегрировать реальные электронные агрегаты в контур моделирования, обеспечивая воспроизведение физических характеристик датчиков и механизмов.

Методология

Для проведения испытаний в «ОКБ им. А. Люльки» филиале АО «ОДК-УМПО» был развернут комплекс полунатурного моделирования КПМ РИТМ, интегрированный со средой Engee.

Ключевой особенностью реализованной конфигурации стало использование клиент-серверной архитектуры для математической модели двигателя. Газодинамическая модель двигателя на основе специализированного программного обеспечения была вынесена на отдельный сервер и взаимодействовала с КПМ РИТМ по протоколу Ethernet UDP.

Конфигурация стенда обеспечивала:

• прием сигналов от датчиков двигателя: датчиков положения (LVDT), датчиков частоты вращения, давления и потенциометров;
• формирование токов управления исполнительными механизмами, включая дозатор топлива и направляющие аппараты, с частотой 500 Гц;
• замкнутый контур управления, в котором токи управления преобразовывались в изменения параметров двигателя, а полученные значения с частотой 100 Гц передавались обратно в электронный агрегат САУ двигателя типа FADEC.

Работа стенда строилась следующим образом.
Электронный агрегат САУ двигателя типа FADEC получал сигналы от датчиков двигателя и на их основе формировал токи управления исполнительными механизмами. КПМ РИТМ принимал эти токи и в модели гидромеханических агрегатов, сформированной в Engee, рассчитывал соответствующие изменения положений исполнительных механизмов.

Положения исполнительных механизмов преобразовывались в сигналы датчиков LVDT, а параметры работы двигателя передавались по протоколу UDP на отдельный сервер с математической моделью двигателя. Модель двигателя рассчитывала новое состояние и возвращала параметры его работы в КПМ РИТМ. Полученные значения преобразовывались в физические сигналы и передавались обратно на вход электронного агрегата САУ. Регистрация результатов испытаний одновременно велась КПА (Контрольно-проверочная аппаратура) электронного агрегата САУ и на рабочем месте Engee.

Таким образом, в одном замкнутом контуре взаимодействовали реальный электронный агрегат САУ двигателя, модели агрегатов и датчиков в Engee и внешняя математическая модель двигателя. Обращение к внешней модели выполнялось с частотой 100 Гц, токи управления исполнительными механизмами формировались с частотой 500 Гц, а сигналы датчиков частоты вращения обрабатывались с частотой 50 Гц.

Результаты

В ходе испытаний программное обеспечение и аппаратура КПМ РИТМ работали устойчиво, без сбоев.

Были зарегистрированы переходные процессы при различных режимах работы двигателя, включая приемистость и сброс. Полученные результаты подтвердили возможность проверки работы алгоритмов САУ в условиях полунатурного моделирования.

Использование внешней математической модели позволило применить газодинамическую модель двигателя на основе специализированного программного обеспечения и распределить вычисления между средой Engee и отдельным сервером.

По результатам испытаний подтверждена возможность использования стенда на базе Engee и КПМ РИТМ для полунатурных испытаний электронных агрегатов САУ и квалификационного тестирования ПО.

Следующим этапом развития конфигурации должно стать увеличение количества каналов ввода-вывода КПМ РИТМ, необходимого для одновременного тестирования всех электронных агрегатов САУ.

Смотреть все