Испытательная система Engine Controller Hardware-in-the-Loop (HIL) - это платформа следующего поколения, предназначенная для проверки систем цифрового управления двигателем (FADEC) с полным управлением. Интегрируя высокоточное моделирование в реальном времени с физическими аппаратными средствами управления, она обеспечивает полную среду тестирования для электронных контроллеров двигателя (EEC) и блоков управления состоянием двигателя (EMU). Являясь неотъемлемым этапом разработки FADEC, система позволяет проводить углубленную проверку стратегий управления, механизмов обеспечения отказоустойчивости, алгоритмов диагностики и интерфейсных схем, а также поддерживает моделирование работы двигателя в замкнутом цикле и автоматизированные процессы тестирования. Это обеспечивает надежность и безопасность будущих авиационных силовых установок.

В рамках HIL реальные блоки управления, такие как EEC или EMU, помещаются в тестовый цикл, а управляемые объекты - такие как двигатели, датчики или топливные системы - моделируются на компьютере для моделирования в реальном времени. Благодаря наличию физических интерфейсов ввода-вывода платформа преобразует цифровые модели в совместимые с реальным миром среды моделирования. Такой подход позволяет инженерам воспроизводить динамику топливной системы, сигналы датчиков, реакции исполнительных механизмов и сценарии полного полета, обеспечивая точную проверку замкнутого контура в условиях, близких к реальным.

Основная задача системы - обеспечить всестороннюю проверку технологий FADEC. Она проверяет правильность законов и логики управления, надежность встроенных тестов (BIT) и стратегий восстановления после сбоев, а также надежность интерфейсных схем. Благодаря этой возможности разработчики могут быстро провести проверку концепции и оценку системы на ранних стадиях проектирования, снижая риски и затраты в цикле разработки.

С технической точки зрения система демонстрирует значительные преимущества. Построенная на базе интегрированной платформы верификации SIVB, она использует многоядерную технологию моделирования в реальном времени для высокоточного полуфизического моделирования сложных нелинейных динамических систем. Она поддерживает широкий спектр типов сигналов, включая LVDT, RVDT, термопары, скорость, расход, уровень жидкости, дискретные и аналоговые сигналы, точно воспроизводя поведение датчиков и исполнительных механизмов в реальном мире. Кроме того, платформа поддерживает протоколы ARINC429, RS422, ARINC664 и шину Ethernet, обеспечивая полный охват современных стандартов связи в авионике.

Функционально решение представляет собой комплексную сквозную архитектуру. Хост-платформа обеспечивает управление ресурсами, конфигурацию параметров, мониторинг состояния, запись данных, воспроизведение и автоматическую генерацию кода. Система моделирования в реальном времени выполняет математическое моделирование и выполнение сценариев для двигателей, датчиков и топливных систем, управляя всеми каналами управления вводом/выводом. Модуль формирования сигнала обеспечивает точное электрическое согласование между платформой моделирования и контроллером. Специальная система инжекции неисправностей позволяет моделировать отказы датчиков, неисправности исполнительных механизмов, ошибки обмена данными по шине и аномалии питания, подтверждая отказоустойчивость аппаратного и программного обеспечения EEC/EMU. Кроме того, блок моделирования электропитания воспроизводит условия электропитания самолета как в нормальном, так и в аварийном режимах, проверяя стабильность и устойчивость контроллера.

Платформа также оснащена системой человеко-машинного взаимодействия, которая поддерживает управление рычагом дроссельной заслонки и интуитивно понятную визуализацию данных испытаний, что позволяет инженерам проводить испытания более эффективно и интерпретировать результаты с большей ясностью. Это не только повышает безопасность и эффективность экспериментов, но и устраняет разрыв между лабораторными условиями и реальными условиями полета.

Решение Engine HIL Verification Solution уже было успешно внедрено в разработку и тестирование контроллеров двигателей CXX-1000 и CXX-2000, доказав свою инженерную адаптивность и масштабируемость. Являясь краеугольным камнем инфраструктуры для будущих исследований в области FADEC, это решение будет способствовать прорыву в технологиях управления двигателями и ускорит продвижение к более совершенным и автономным силовым установкам самолетов.