【行业动态】俄推出自主半实物仿真测试平台，协助发动机控制系统研发

导读：4月1日，在“精密工程：设计和集成技术”年度会议上，俄罗斯Exponenta工程技术与建模中心的首席工程师米克哈尔-佩塞利尼克表示，该公司已经研发了一套系统，可是实现对发动机的半实物仿真，可以帮助航空发动机研发单位进行控制算法原型开发。

半实物仿真系统RITM

Exponenta公司把该产品命名为RITM，已经交付给了俄罗斯相关发动机制造商。该半实物仿真系统允许通过在数字环境下对物理对象模型进行建模，包括被控对象模型及其工作环境。佩塞利尼克表示，任何需要控制的物理对象都可以编写成数字对象，包括各种航空发动机、飞机、变速齿轮箱，甚至复杂的电网。

该系统能够在线启动模型，然后通过专有接口可以将仿真系统连接到实际物理对象、其它硬件单元或测试台上，这些对象包括机载计算机、传感器、执行机构或其它系统。通过使用扩展基座，一台实时运算的计算机最多可连接12块额外的输入/输出板。

这种半实物仿真系统能够模拟一些特定的设计系统，或者在现实中过于复杂、危险或昂贵的测试。例如飞机发动机设计过程在初始阶段的建模、模拟子系统故障或者发动机紧急制动。

之前，在俄罗斯发动机研制单位中，更多使用的是瑞士Speedgoat公司研发的Speedgoat半实物仿真与测试平台，该系统是一套基于Simulink/xPC Target的半实物仿真与测试的软硬件平台。在典型的设计流程“V模式”中，Speedgoat公司既可在快速控制原型阶段(RCP)提供基于FPGA的实时目标机以验证用户模型，又可在硬件在环测试阶段(HIL)为用户提供仿真平台，供用户测试自己的硬件。Speedgoat半实物仿真与测试平台已普遍应用到航空、航天、船舶、电子、兵器、汽车、科研和教育等领域。

佩塞利尼克表示：“瑞士Speedgoat这几年来一直为我们的客户所熟知。而我们的系统则是一台工业计算机加上俄罗斯的输入/输出板，同时我们为Simulink编写了专门的驱动程序和模块，并将它们与Simulink Real-Time集成在一起。最重要的是，除了标准的模拟和数字接口之外，我们的硬件还兼容军用接口ARINC 429和MIL-STD-1553，所以这个系统是为国防公司设计的。”

除了实现硬件在回路仿真外，该系统还可以对控制算法进行原型设计，在发动机控制算法生成代码下载到硬件之前，可以通过RITM系统进行充分的测试。

佩塞利尼克补充说：“在数字环境下，人们可以迅速测试不同的控制算法，例如自适应控制器、神经网络或模糊逻辑等，这将有助于快速的评估算法性能，且无需额外成本，这将有助于从数十种算法中选择出最合适的嵌入式算法。”

佩塞利尼克还特别强调，由于是使用了俄罗斯制造的零部件，该系统比国外同等系统要便宜得多。

彼尔姆航空发动机公司自动化控制系统设计部门副主任Igor Gribkov评论道：“在为MC-21客机研发PD-14发动机时，我们已经应用了一些基于模型的设计，并且我们计划在后续的PD-35发动机上继续使用这种方法，这将减少发动机应急运行检查的相关技术风险，在数字方面，我们可以模拟发动机转子断裂、喘振和其它紧急情况。”