ЖУРНАЛ «СТА» 1/2016

П РОГРАММНО - МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТЕНДА Программно-математическое обес- печение стенда, разработанное специа- листами предприятия, поддерживает его работу на этапе подготовки стенда к моделированию, при проведении работ с лётчиком в контуре управления и на этапе обработки результатов экспери- ментов. Программное обеспечение исследо- вательского стенда, применяющееся на этапах, предваряющих полёты с лётчиком, разработано с учётом не- обходимости проведения расчётов и математического моделирования для проверки выполнения требований не только ТЗ на конкретное изделие, но и стандарта ADS-33 (Aeronautical Design Standard – стандарт авиационного про- ектирования). Основная часть этих тре- бований базируется на анализе частот- ных характеристик, нулей и полюсов передаточных функций и переходных процессов. В состав программного обеспечения входят: ● САПР «ЭКСПАНСИЯ» для проведе- ния анализа, синтеза и моделирова- ния в классе линейных систем. Эта система автоматизированного про- ектирования, разработанная в ОАО КБПА, позволяет решать следующие задачи: – проводить анализ линейной систе- мы путём расчёта нулей и полюсов, построения частотных характери- стик, областей устойчивости с ли- ниями равного демпфирования и равного быстродействия, корневых годографов; – выполнять синтез регуляторов за- данной структуры; – проводить моделирование линейных систем с синтезированными линей- ными законами управления, а также моделировать работу непрерывных и цифровых фильтров. ● Программы для выполнения матема- тического моделирования на нели- нейных моделях. К ним относятся: – библиотеки нелинейных моделей вертолётов; – программы, реализующие нели- нейные модели приводов, датчиков и турбулентной атмосферы; – библиотека программ для реализа- ции пилотажных законов управле- ния; – программы для регистрации пара- метров моделирования и отображе- ния графической информации на экране. ● Программы для обработки результа- тов моделирования (просмотр и сравнение графиков, их статистиче- ская обработка, оформление и печать осциллограмм). Здесь используются те же программы, что и при обработ- ке стендовых экспериментов, что позволяет сопоставлять результаты математического и стендового моде- лирования. При подготовке стенда к моделирова- нию программное обеспечение выпол- няет следующие задачи. ● Тестирование аппаратуры стенда. Тест-программы позволяют прове- рять работоспособность аппаратной части стенда (линий связи, индикато- ров, датчиков, рулевых агрегатов), ре- гистрировать в динамике необходи- мые параметры, снимать частотные характеристики рулевых машин и т.п. ● Реализация диалогового интерфейса с пользователем в процессе настрой- ки параметров стенда. С помощью этой программы перед началом моде- лирования инженер-исследователь выбирает нужную модель вертолёта, задаёт начальные условия параметров полёта, вид и параметры внешних возмущений, список сигналов и разо- вых команд для регистрации. Интер- фейс с пользователем выполнен в ви- де системы многоуровневого меню и диалоговых окон (пример приведён на рис. 7). При имитации полётов с лётчиком в контуре управления программное обеспечение выполняет следующие функции. ● Организация работы стенда в реаль- ном времени. Всё стендовое моделиро- вание осуществляется с шагом дис- кретизации Т0=0,01с, временнаˆ я диа- грамма выдерживается с точностью до 1 мкс. ● Стыковка вычислительного комплек- са с аналоговой аппаратурой стенда. Обрабатываются 44 выходных сигна- ла ЦАП и 37 входных сигналов АЦП, а также 50 входных и 45 выходных ра- зовых команд. ● Обмен данными между компьютерами вычислительно-моделирующего ком- плекса. Используются разработанные в ОАО КБПА программы для обмена данными через сетевой интерфейс по протоколу UDP. ● Расчёт моделей ЛА, датчиков, турбу- лентной атмосферы, навигационной обстановки. Программное обеспече- ние стенда позволяет оперативно вы- бирать нужную модель летательного аппарата, состав датчиков, вид и па- раметры ветра, а также начальные условия полёта. 56 СТА 1/2016 РАЗ РА БОТ КИ / А ВИАЦИЯ www.cta.ru Рис. 7. Экран компьютера инженера-исследователя при настройке параметров моделирования Рис. 6. Общий вид отображаемой информации стенда «Березина» Рис. 5. Компьютер генерации изображения