O sistema de teste Hardware-in-the-Loop (HIL) do controlador do motor é uma plataforma de verificação da próxima geração concebida para sistemas de controlo digital total do motor (FADEC). Ao integrar a simulação de alta fidelidade em tempo real com o hardware de controlo físico, proporciona um ambiente de ensaio completo para os controladores electrónicos do motor (EEC) e as unidades de gestão do estado do motor (EMU). Enquanto fase indispensável do desenvolvimento do FADEC, o sistema permite uma validação aprofundada das estratégias de controlo, dos mecanismos de tolerância a falhas, dos algoritmos de diagnóstico e dos circuitos de interface, apoiando simultaneamente simulações em circuito fechado do funcionamento do motor e processos de ensaio automatizados. Isto garante a fiabilidade e a segurança dos futuros sistemas de propulsão das aeronaves.

No âmbito da estrutura HIL, as unidades de controlo reais, como o EEC ou a EMU, são colocadas num circuito de teste, enquanto os objectos controlados - como motores, sensores ou sistemas de combustível - são modelados num computador de simulação em tempo real. Ao incorporar interfaces de E/S físicas, a plataforma transforma modelos digitais em ambientes de simulação compatíveis com o mundo real. Esta abordagem permite que os engenheiros reproduzam a dinâmica do sistema de combustível, os sinais dos sensores, as respostas dos actuadores e os cenários de voo completo, permitindo uma validação precisa do circuito fechado em condições quase realistas.

A principal missão do sistema é fornecer uma verificação exaustiva das tecnologias FADEC. Valida a correção das leis e da lógica de controlo, a robustez do teste incorporado (BIT) e as estratégias de recuperação de falhas, bem como a fiabilidade dos circuitos de interface. Com esta capacidade, os programadores podem efetuar rapidamente a validação do conceito e a avaliação do sistema nas fases iniciais do projeto, reduzindo os riscos e os custos do ciclo de desenvolvimento.

Tecnicamente, o sistema apresenta vantagens significativas. Construído sobre a Plataforma de Verificação Integrada SIVB, aproveita a tecnologia de simulação em tempo real multi-core para obter simulações semi-físicas de alta fidelidade de sistemas dinâmicos não lineares complexos. Suporta uma vasta gama de tipos de sinais, incluindo LVDT, RVDT, termopares, velocidade, fluxo, nível de líquido, sinais discretos e sinais analógicos, reproduzindo com precisão os comportamentos de sensores e actuadores do mundo real. Além disso, a plataforma suporta os protocolos de barramento ARINC429, RS422, ARINC664 e Ethernet, proporcionando uma cobertura completa das normas modernas de comunicação aviónica.

Em termos funcionais, a solução oferece uma arquitetura completa de ponta a ponta. A plataforma anfitriã fornece gestão de recursos, configuração de parâmetros, monitorização do estado, registo de dados, repetição e geração automática de código. O sistema de simulação em tempo real efectua a modelação matemática e a execução de scripts para motores, sensores e sistemas de combustível, gerindo todos os canais de controlo de E/S. O módulo de condicionamento de sinal assegura uma correspondência eléctrica precisa entre a plataforma de simulação e o controlador. Um sistema dedicado de injeção de falhas permite a simulação de falhas de sensores, avarias de actuadores, erros de comunicação de bus e anomalias de energia, validando a conceção tolerante a falhas do hardware e software da EEC/EMU. Além disso, a unidade de simulação de energia reproduz as condições de alimentação eléctrica da aeronave, tanto em modo normal como em modo de falha, verificando a estabilidade e a resiliência do controlador.

A plataforma também inclui um sistema de interação homem-máquina que suporta a operação da alavanca do acelerador e a visualização intuitiva dos dados de teste, permitindo aos engenheiros realizar testes de forma mais eficaz e interpretar os resultados com maior clareza. Isto não só melhora a segurança e a eficiência dos ensaios, como também preenche a lacuna entre as condições de laboratório e os ambientes de voo do mundo real.

A solução de verificação HIL de motores já foi implementada com êxito no desenvolvimento e teste dos controladores de motores CXX-1000 e CXX-2000, provando a sua adaptabilidade e escalabilidade de engenharia. Como infraestrutura fundamental para a investigação futura do FADEC, esta solução continuará a impulsionar avanços nas tecnologias de controlo de motores e a acelerar o progresso para sistemas de propulsão de aeronaves mais avançados e autónomos.