用嵌入式软件模拟飞行控制系统

你可能听说过电池驱动的无人机被用来运送包裹，或者在繁忙的城市里开发空中出租车来运送人们，或者电动飞机被用来彻底改变短途和中程飞行的用例。例如，我们已经介绍了Zunum Aero和magniX的工程师如何使用仿真软件通过电动飞行连接社区。随着新的电动空中交通概念所固有的挑战，工程工具对于有效地设计和模拟复杂系统至关重要。

软件是任何新的运输设计的重要组成部分。像电动飞机这样的复杂系统需要一个整体的方法来实现系统级仿真，并在环路中嵌入软件。

系统仿真是电动空中交通项目早期设计阶段的关键，特别是对机电系统行为的分析和预测。在性能和安全性方面，这是推动新型空中交通技术进一步发展的有力手段。它可以应用于飞行控制、制动控制、发动机控制和电池管理系统，也可以应用于嵌入式人机界面(hmi)。

视频显示了Ansys SCADE和Ansys Twin Builder的交互式运行时仿真会话，控制和人机界面软件在闭环中与车辆万博模型实时执行。

闭环仿真与软件在环(SiL)方法配合使用时更为精确。在这种方法中，已经依赖于严格和安全的控制律实施的“实时”嵌入式软件可以包含在仿真环境中-包括包括作为高可靠性多物理场模型建模的飞机动力学。

基于运行时PC的Ansys Twin Builder与Ansys SCADE仿真会万博话
通过功能模型(Functional Mock-Up, FMU)执行的应用程序。

仿真和软件在循环

用于嵌入式软件和系统仿真的Ansys工具之间的互操作性是实万博现这种SiL仿真的关键，而这是可能的万博Ansys SCADE和万博Ansys Twin Builder通过功能模型(FMU)，这是组件之间的免费标准接口。FMU可以应用于控制软件，如人机界面软件。

Ansy万博s SCADE人机集成设计环境
机器接口和自动代码生成

此外，循环中的软件对系统架构设计很有用。当考虑飞行器的不同运行模式(例如标称模式或降级模式)或考虑具有不同故障条件的几个飞行路径场景时，它对于软件和安全要求的改进也很有用。对于每种故障情况，工程师可以分析控制器的响应性和飞机的稳定性，然后调整系统参数。

Ansy万博s Twin Builder设计环境的多物理场建模的a
垂直起降车辆及其环境使用库块

通过FMU的SCADE快速原型解决方案也可以为模拟提供场景输入，可以手动通过带有预定义的内置部件的图形用户界面(GUI)或直接从Twin Builder模型发送飞行路径数据。

Ansys SCADE快速原型设计环境的万博截图
能够设计一个交互式仿真面板，用于数据可视化和输入信号传输到Ansys Digital Twin。万博

借助SCADE和Twin Builder，系统工程师可以与软件和控制工程师在模拟绘制不同飞机数据(如速度、高度或航向)的结果时进行迭代，并分析系统的行为。

利用A万博nsys Twin Builder对飞行数据进行了仿真绘制，给出了仿真迭代结果。