Die Interaktive HIL-Simulationslösung für die Flugsteuerung ist eine integrierte Verifikationsplattform, die aus einem Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulationssystem für die Flugsteuerung, einem Simulatorcockpit, einem dreiachsigen Drehtisch, einem fünfachsigen Drehtisch, Lastsimulatoren, einem Gesamtdrucksimulator und einem Navigationssimulator besteht. Das System ist für die Erforschung von Flugsteuerungsalgorithmen, die Bewertung der Systemleistung und die Human-in-the-Loop-Validierung konzipiert. Das System ermöglicht eine umfassende Überprüfung von Flugsteuerungsalgorithmen, Software, Computern, Steuermechanismen, Oberflächenlastsimulatoren und atmosphärischen Sensoren, was die Integrationseffizienz erheblich verbessert und gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Systems gewährleistet.

Die Lösung unterstützt volldigitale Echtzeitsimulationen und ermöglicht halbphysikalische Simulationstests mit realen Geräten wie Flugsteuerungscomputern, Servos, integrierten Navigationssystemen, atmosphärischen Sensoren, Servolastsimulatoren, Drehtischen, Navigationssimulatoren und Gesamtdrucksimulatoren. Es ermöglicht die Verifizierung des gesamten geschlossenen Regelkreises innerhalb des physikalischen Simulationsbereichs und gewährleistet eine hochgradige Koordination zwischen Flugsteuerungssoftware und -hardware.

Technisch basiert das System auf der HRT HIL-Plattform und nutzt ein Echtzeit-Glasfaser-Reflexionsspeichernetzwerk, um ein verteiltes Simulationssystem mit 256 MB Onboard-Speicher zu konstruieren, das mindestens 12 Simulationsknoten und nicht weniger als 3 Closed-Loop-Simulationsknoten unterstützt, um die Anforderungen an den Echtzeit-Datenaustausch zu erfüllen. Die Plattform ermöglicht Echtzeit-Schleifensimulationen mit dem Flugsteuerungscomputer mit einer minimalen Schrittgröße von 1 ms für hochdynamische Vollsystem-Simulationen. Sie unterstützt die grafische Modellierung mit Matlab/Simulink und wandelt Simulink-Modelle in eingebetteten Echtzeitcode um, der auf einem Echtzeit-Betriebssystem läuft und den gesamten Prozess von der mathematischen Modellierung über die Codegenerierung, das automatische Laden, die Laufsteuerung, die Überwachung der Modellvariablen, die Online-Parameteranpassung und die Datenspeicherung abdeckt.

Das System bietet Batch-Simulation und automatisierte Testfunktionen, Bus-Simulationsschnittstellen nach Industriestandard und ein VxWorks-Echtzeitbetriebssystem für autonome Schnittstellenerweiterungen. Physikalische Geräte wie Simulator-Cockpits, drei- und fünfachsige Drehtische und Sechs-Kanal-Lastsimulatoren sorgen für realistische Pilotenbedienung, Servoaktionen und Lastsimulationen. Der Totaldrucksimulator bildet aerodynamische Effekte nach, während der Navigationssimulator die Emulation von BDS/GPS-Signalen unterstützt und das visuelle Anzeigesystem das Rendering von Flugszenarien und die Visualisierung von Daten im gesamten Labor ermöglicht.

Das Hauptsteuerungssystem kann alle physikalischen Simulationsgeräte flexibel konfigurieren und verwalten und gewährleistet so die Sicherheit während des Betriebs. Eine Echtzeit-Netzwerk-Middleware ermöglicht die einheitliche Verwaltung von Geräten verschiedener Hersteller und bietet eine robuste Skalierbarkeit. Eine deterministische Echtzeitsteuerung und eine intuitive Mensch-Maschine-Schnittstelle ermöglichen eine einheitliche Verwaltung von Laborgeräten und experimentellen Daten, die in Datenverwaltungssysteme integriert sind und zukünftige Erweiterungen von Simulationen und Schnittstellen zulassen.

Funktionell ermöglicht die Plattform die mathematische Simulationsüberprüfung von Flugsteuerungssoftware oder Steuergesetzen und integriert Flugsteuerungscomputer, Simulatorcockpits, Servos und Lastsimulatoren in Closed-Loop-Simulationen. Das System unterstützt Flugvisualisierung, Satellitennavigationssimulation, Gesamtdrucksimulation und atmosphärische Sensoreingaben, um realistische und zuverlässige Closed-Loop-Experimente zu gewährleisten.

Diese Lösung ist ideal für Großlabors in der Luft- und Raumfahrt und bietet eine umfassende, hochpräzise und erweiterbare Plattform für die Entwicklung von Flugsteuerungsalgorithmen, die Systemintegration, die Leistungsbewertung und Human-in-the-Loop-Tests.