HIL测试减少75％的飞机拦阻器控制系统现场测试时间

作者：Greg Sussman, CLA, Process Automation

挑战：通过减少验证NI CompactRIO控制系统所需的的现场测试次数来降低开发成本，同时不影响产品质量。
方案：使用NI VeriStand、LabVIEW实时模块及NI PXI硬件创建一个高性价比的硬件在环（HIL）测试系统 ，在实验室中进行完整的控制系统操作测试，最终成功减少75%的实地测试时间，同时为拦阻器系统提供更广泛的测试覆盖率。


图1: 拦阻系统协助飞机着陆


图2：单个飞机拦阻制动系统


图3：飞机拦阻系统俯瞰视图

卓达宇航选择了National Instruments Alliance Partner的一员：Process Automation，为下一代飞机拦阻系统开发控制系统。Process Automation在控制系统上使用了NI LabVIEW软件与CompactRIO，在HIL测试系统上使用了NI VeriStand和 实时PXI硬件，成功开发了SmartArrest，相比之前的系统实现显著地节约了成本。

SmartArrest系统设计用于在紧急着陆的情况下安全停止军用战斗机。 这个基于陆地上的系统的工作原理类似于航空母舰上的拦阻电缆系统。当飞机着陆时，它可以勾住横跨整个跑道的拦阻电缆。 两个相同的制动/控制系统相互连接在跑道两侧的拦阻电缆两端。 这两种系统通过高速光纤连接相互通信，共享拦阻参数，并计算拦阻具体几何形状。 当检测到拦阻装置时，每个系统通过调节伺服阀来控制经过电缆卷筒制动器的液压水平。 产生的制动力可以在指定距离内降低飞机速度，直至停止。 在每次拦阻后，诸如转速、穿越跑道位置、飞机总油耗等参数都被存储到一个数据文件中，以便今后访问查看。

在开发过程中，我们通过NI VeriStand利用MathWorks Simulink®软件创建的现有仿真模型。 然后我们将模型和实时测试系统连接在一起。NI VeriStand提供的工具可用来响应实时系统、生成激励信号以及记录、绘制和呈现重要的控制系统参数。

凭借HIL测试系统，我们大大减轻了项目的技术和时间安排风险。 NI VeriStand以一种清晰、成熟的方式提供这些工具，帮助我们的工程师充分发挥现有的技能，快速有效地适应开发周期中难以避免的一些变化。

我们可以自定义解决方案，而且我们也写了一些LabVIEW代码来自定义NI VeriStand，但实施一个完全的自定义解决方案的成本和技术风险都会更高。 使用NI VeriStand，我们可在现有框架的基础上继续构建开发，显著地减少了我们开发和部署的时间安排。 这也直接降低了卓达宇航的整体系统成本，提高了投资回报率。