راه حل سیستم شبیهسازی بلادرنگ خودروی پرتابگر موشک
در سیستمهای پرتاب موشک مدرن، عملکرد یک خودروی پرتابگر مستلزم هماهنگی نزدیک چندین زیرسیستم، از جمله هیدرولیک، دینامیک مکانیکی و سیستمهای کنترل است. عملکردهای کلیدی خودروی پرتابگر موشک شامل تراز کردن خودرو، برپایی موشک و آمادهسازی پیش از پرتاب است که معمولاً توسط محرکهای هیدرولیک انجام شده و توسط کنترلکننده روی خودرو کنترل میشود؛ این کنترلکننده سیگنالهای کنترلی اجزای هیدرولیک را بر اساس بازخورد وضعیت در زمان واقعی محاسبه میکند. با افزایش یکپارچگی زیرسامانهها، تبادل و انتقال انواع مختلف اطلاعات و انرژی پیچیدهتر میشود. بنابراین، ارزیابی و بهینهسازی عملکرد کلی دینامیکی و ایستا سیستم، و همچنین سنجش تأثیر خرابی قطعات بر عملکرد عملیاتی، پیش از نهاییسازی محصول امری حیاتی میشود.
The راه حل سیستم شبیهسازی بلادرنگ خودروی پرتابگر موشک زیرسامانههای هیدرولیک، دینامیک مکانیکی و کنترل را در یک پلتفرم یکپارچه برنامهریزی و مدیریت ادغام میکند. با بهرهگیری از فناوری شبیهسازی برای جایگزینی برخی آزمایشهای فیزیکی، این سیستم چرخههای توسعه را بهطور قابلتوجهی کوتاه میکند، هزینهها را کاهش میدهد و آشنایی اپراتورها با عملکرد کلی سیستم و رویههای رسیدگی به خطا را افزایش میدهد. با تزریق خطا به زیرسامانهها، سیستم میتواند بهطور ایمن ارزیابی کند که خرابی اجزا چگونه بر عملکرد کلی خودروی پرتابکننده تأثیر میگذارد و به اپراتورها امکان میدهد رویههای اضطراری را تمرین کنند و اثربخشی آموزش و آمادگی عملیاتی را بهبود بخشند.
بر اساس پلتفرم شبیهسازی HRT hardware-in-the-loop، این سیستم عملکرد بلادرنگ فوقالعادهای ارائه میدهد. حتی با معادلات دیفرانسیل مرتبه دوم پیچیده و محاسبات مثلثاتی، حلکننده ODE4 گامهای شبیهسازی را تا ۵۰ میکروثانیه کوتاه میکند. این سیستم از یک شبکه زمانواقعی با حافظه انعکاسی با تأخیر گرهای ۴۰۰ نانوثانیه، جیت کم و انتقال داده از ابتدا تا انتها استفاده میکند و از حداکثر ۲۵۶ گره و انتقال از مسافتهای طولانی پشتیبانی میکند. شبیهسازی توزیعشده چندگرهای پشتیبانی میشود که دارای تقسیمبندی خودکار مدل Simulink و ارتباطات بینمدلی بلادرنگ است. این پلتفرم همچنین از پردازندههای ناهمگون x86 و PowerPC و همچنین ماشینهای هدف باس CPCI، VME و PCI پشتیبانی میکند و امکان بارگذاری چندمدل و کنترل همگام شبیهسازی را فراهم میآورد.
از نظر عملکردی، سیستم شامل شبیهسازهای زمان واقعی، یک میزبان کنترل شبیهسازی و یک شبکه حافظه انعکاسی است. سه شبیهساز زمان واقعی مدلهای سیستم کنترل الکتریکی، سیستم هیدرولیک و سیستم دینامیک را برای اعتبارسنجی قوانین کنترل هیدرولیک اجرا میکنند. سیستم کنترل الکتریکی را میتوان برای شبیهسازی سختافزار در حلقه با سختافزار فیزیکی جایگزین کرد. میزبان کنترل شبیهسازی مدلهای سیستم را در متلب/سیمولینک طراحی میکند، بهطور خودکار برنامههای قابل اجرا تولید میکند، آنها را روی ماشینهای هدف VxWorks دانلود میکند و کل فرآیند شبیهسازی را مدیریت میکند. ابزارهای مجازی و نمایشگرهای منحنی، پایش بلادرنگ را فراهم میکنند. شبکه حافظه انعکاسی، ساعتهای همگام را در میان سه شبیهساز تضمین میکند و دادههای شبیهسازی توزیعشده بلادرنگ را بهصورت منسجم حفظ میکند.
این راهکار بهطور گسترده برای تأیید شبیهسازی بلادرنگ خودروهای پرتابگر موشک، شبیهسازی مشترک چندرشتهای و ارزیابی طراحیهای سیستمهای الکترومکانیکی-هیدرولیک قابل استفاده است. با ادغام شبیهسازی دینامیک پیچیده، هیدرولیک و کنترل، پشتیبانی فنی ایمن، قابلاعتماد و کارآمدی را برای توسعه محصول، آموزش اپراتور، تحلیل خطا و بهینهسازی عملکرد فراهم میکند.
