水面/水下航行器系统的功能性能验证,都需要通过出海试验完成。出海试验成本高、时间不确定性大,所以应在出海试验前对系统进行闭环验证,尽可能地暴露系统缺陷,保证出海试验时系统的功能和性能满足要求,最终达到降低研制成本、缩短开发周期的目的。
恒润科技针对海上设备试验建立了一套通用的水面/水下航行器系统半实物仿真试验平台,可以满足支持试验室环境下的设备级试验验证要求。
平台组成
根据水面/水下航行器系统组成及工作原理,构建通用的水面/水下航行器系统半实物仿真试验平台如下图所示:
图 1水面/水下航行器系统半实物仿真试验平台自组成框图
通用的水面/水下航行器系统半实物仿真试验平台,由仿真模型、通用实时仿真系统、船载软件等组成,为船载设备、船载软件算法的验证提供了逼真的信号激励,完成功能和性能验证。此外,半实物仿真试验平台还可为船载各系统的交联关系、信号接口进行测试,确保系统交联的正确性。
平台功能
• 基于matlab/simulink的水面/水下航行器动力学和运动学模型,可以在控制指令的作用下进行运动参数和环境参数的计算,作为整个仿真试验平台的数据激励源;
• 平台提供传感器模型,包括dvl传感器、gps、捷联惯导、水深压力计等,当真件不具备试验条件时采用模型下载通用实时仿真系统,进行信号仿真,完成系统闭环试验;
• 平台提供的导引控制系统,可以实现各种航行任务的规划和仿真,不同的航行任务都可以由一系列预设航线仿真来实现,每条航线起点和终点间为直线,前后两条航线衔接处需要自适应地规划出衔接路径,使得航行器能够以较短的时间沿光滑的轨迹完成航线过渡。导引控制系统采用自适应算法自动完成以上功能,使得该仿真验证系统可以完成长时间、无人值守试验。
图 2 自主完成所有航线
平台应用
通用水面/水下航行器系统半实物仿真试验平台的通用性好、扩展方便,可以根据具体的试验需要,进行适应性调整,适用于水面和水下航行器系统的各类型半实物仿真试验。例如,对于新型导航系统的研制,可以将通用水面/水下航行器系统半实物仿真试验平台中的“导航系统”替换为真实的、待验证的导航系统,平台中的各分系统按照与真实导航、系统的接口关系,提供对应的激励数据作为导航系统的输入,并将导航系统的输出连到半实物仿真试验平台中,构成闭环仿真试验。
通用水面/水下航行器系统半实物仿真试验平台,既可以开展半实物仿真试验,也可以为待测设备构造测试激励源,体现了仿真测试一体化技术,可以大大提高水面/水下航行器系统的研制效率,节约成本。
作为先进的电子系统供应商,恒润科技致力于飞行器、航行器等控制系统建模、设计、仿真与测试咨询,以及伺服控制系统研发和嵌入式软硬件产品开发等专业化服务,多年来先后完成多个大型制导控制系统、飞行控制系统等仿真及测试实验室建设,积累了多项国内先进的工程技术,拥有丰富的系统集成经验,为用户提供高质量的产品和工程凯发娱乐登录的解决方案,为我国国防事业的发展贡献了自己的一份力量。