Le système de test Hardware-in-the-Loop (HIL) du contrôleur de moteur est une plateforme de vérification de nouvelle génération conçue pour les systèmes de commande numérique de moteur à pleine autorité (FADEC). En intégrant une simulation en temps réel de haute fidélité au matériel de contrôle physique, il fournit un environnement d'essai complet pour les contrôleurs électroniques de moteur (EEC) et les unités de gestion de l'état du moteur (EMU). Étape indispensable du développement des systèmes FADEC, le système permet une validation approfondie des stratégies de contrôle, des mécanismes de tolérance aux pannes, des algorithmes de diagnostic et des circuits d'interface, tout en prenant en charge les simulations en boucle fermée du fonctionnement du moteur et les processus d'essai automatisés. Cela permet de garantir la fiabilité et la sécurité des futurs systèmes de propulsion des aéronefs.

Dans le cadre HIL, des unités de contrôle réelles telles que l'EEC ou l'EMU sont placées dans une boucle d'essai, tandis que les objets contrôlés - tels que les moteurs, les capteurs ou les systèmes de carburant - sont modélisés sur un ordinateur de simulation en temps réel. En intégrant des interfaces d'E/S physiques, la plateforme transforme les modèles numériques en environnements de simulation compatibles avec le monde réel. Cette approche permet aux ingénieurs de reproduire la dynamique du système de carburant, les signaux des capteurs, les réponses des actionneurs et les scénarios de vol complets, ce qui permet une validation précise de la boucle fermée dans des conditions quasi réalistes.

La mission première du système est de fournir une vérification complète des technologies FADEC. Il valide l'exactitude des lois de commande et de la logique, la robustesse des tests intégrés (BIT) et des stratégies de reprise sur panne, ainsi que la fiabilité des circuits d'interface. Grâce à cette capacité, les développeurs peuvent rapidement procéder à la validation du concept et à l'évaluation du système dès les premières étapes de la conception, réduisant ainsi les risques et les coûts du cycle de développement.

Sur le plan technique, le système présente des avantages significatifs. Construit sur la plate-forme de vérification intégrée SIVB, il tire parti de la technologie de simulation en temps réel multicœur pour réaliser des simulations semi-physiques de haute fidélité de systèmes dynamiques non linéaires complexes. Elle prend en charge un large éventail de types de signaux, notamment les LVDT, les RVDT, les thermocouples, la vitesse, le débit, le niveau de liquide, les signaux discrets et les signaux analogiques, reproduisant avec précision les comportements des capteurs et des actionneurs du monde réel. En outre, la plate-forme prend en charge les protocoles ARINC429, RS422, ARINC664 et le bus Ethernet, offrant ainsi une couverture complète des normes de communication avionique modernes.

Sur le plan fonctionnel, la solution offre une architecture complète de bout en bout. La plateforme hôte assure la gestion des ressources, la configuration des paramètres, la surveillance de l'état, l'enregistrement des données, la relecture et la génération automatique de code. Le système de simulation en temps réel effectue la modélisation mathématique et l'exécution de scripts pour les moteurs, les capteurs et les systèmes d'alimentation en carburant, en gérant tous les canaux de contrôle des entrées/sorties. Le module de conditionnement des signaux assure une correspondance électrique précise entre la plate-forme de simulation et le contrôleur. Un système d'injection de fautes dédié permet de simuler les défaillances des capteurs, les dysfonctionnements des actionneurs, les erreurs de communication des bus et les anomalies d'alimentation, validant ainsi la conception tolérante aux fautes du matériel et du logiciel de l'EEC/EMU. En outre, l'unité de simulation de l'alimentation électrique reproduit les conditions d'alimentation électrique de l'aéronef en mode normal et en mode défaillance, ce qui permet de vérifier la stabilité et la résilience du contrôleur.

La plateforme est également dotée d'un système d'interaction homme-machine qui prend en charge l'utilisation de la manette des gaz et la visualisation intuitive des données d'essai, ce qui permet aux ingénieurs de mener des essais plus efficacement et d'interpréter les résultats avec plus de clarté. Cela permet non seulement d'améliorer la sécurité et l'efficacité des expériences, mais aussi de combler le fossé entre les conditions de laboratoire et les environnements de vol réels.

La solution de vérification HIL pour moteurs a déjà été déployée avec succès dans le cadre du développement et des essais des contrôleurs de moteurs CXX-1000 et CXX-2000, ce qui prouve son adaptabilité et son évolutivité sur le plan technique. En tant qu'infrastructure de base pour les recherches futures sur le FADEC, cette solution continuera à favoriser les percées dans les technologies de contrôle des moteurs et à accélérer les progrès vers des systèmes de propulsion d'aéronefs plus avancés et plus autonomes.