简仪科技产品在飞控系统半实物仿真测试验证项目的应用

应用

飞控系统 (飞行控制系统) 是航空器的“大脑与神经中枢”，核心作用是通过姿态稳定、轨迹控制、载荷调节、安全保护，实现航空器自主/半自主飞行，降低人工操控难度，保障飞行安全与任务精度，其应用场景覆盖民用、军用、工业等领域。特别是低空经济时代的到来，使得飞控系统的应用范围得到更进一步的拓展。

为确保航空器的飞行安全、系统性能、满足行业规范，对飞控系统进行充分的测试验证是必不可少的环节，且飞控系统的测试验证贯穿研发、生产、适航、运维等全生命周期阶段。尤其在低空经济快速发展的背景下，无人机、eVTOL等航空器的规模化应用，更依赖于飞控系统测试验证体系的完善与严格执行。

通过飞控系统的测试验证能够实现边界条件验证、控制精度验证、动态响应优化、多机协同验证，通过测试验证可提前发现问题，避免后期整改带来的高额成本，同时为运维提供数据支撑。

挑战

飞控系统测试验证过程中需要模拟实际执行机构的接口接收飞控系统输出的控制指令，通过动力学模型的实时解算输出姿态信息，并将姿态信息实时转换为转台的控制指令，为此测试验证系统需要满足如下要求：

具备模型的实时结算能力，最小仿真步长不大于1 ms；

具备基于PWM接口或者CAN接口接收执行机构控制指令的能力；

具备基于串口实时控制转台的能力。

解决方案

为实现某无人机的飞控系统测试验证，基于简仪科技的PXI/PXIe系列产品搭建了飞控系统半实物仿真测试验证系统。系统架构整体采用上下位机架构，如下图所示。下位机由简仪科技的PXIe机箱、PXIe控制器、PXI采集模块构成。PXIe控制器上运行LinuxRT实时操作系统以及凯云科技的实时仿真引擎ETestX，上位机上运行凯云科技的国产实时仿真平台SimuRTS。通过SimuRTS下载动力学模型、数据处理算法到PXIe控制器，实现模型/算法的输入输出通道与物理通道的绑定，并可实现模型/算法仿真的动态调参、运行监视、数据分析等功能。

使用的简仪产品

硬件

PXIe-2315G2机箱：是一款高性能、高性价比的5槽全混合PXI/PXIe机箱,具备高时钟精度、低相位抖动和低功耗纹波噪声。

PXIe-3117a嵌入式控制器：采用i7-9850HE处理器，6核12线程，支持LinuxRT实时操作系统，能够有效保证动力学模型及其他数据处理算法的实时运行，可满足仿真步长1 ms的性能要求，为飞控系统的半实物仿真测试验证奠定基础。

PXIe-5211：是一款多用途计数器/定时器模块，可提供8路计数器，支持计数、频率测量、脉宽测量、编码器、脉冲输出等功能。

PXI-67841：是一款CAN 接口卡可支持一个能独立运行或桥接运行的双端口CAN接口，具有自动纠错和重新传输功能的总线仲裁和错误检测。

PXI-63534：是一款高性价比串口板卡，具备4路带有智能缓存器的异步通信端口（3个RS-232端口和1个带2500 Vrms隔离电压的隔离RS-422/RS-485端口），适于调制解调器，数据显示，数据采集，远程通信。

软件

SeeSharpTools：锐视测控软件开发工具包

凯云科技 ETestX

为什么选择简仪

锐视测控平台：锐视测控平台使用C# 语言开发，提供了一个强大且易于使用的开发环境，帮助客户快速实现项目开发。

成熟的产品：简仪产品经过长期市场验证，具有可靠的性能和稳定性。

POC验证服务：简仪提供售前的POC(原理验证)服务，帮助客户验证产品性能和适用性。

高精度：简仪的产品满足了客户对测试精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比国外品牌，简仪的解决方案不仅性能更优，而且在成本上具有明显优势，降低了客户的整体制造成本。

供货速度：简仪能够快速供货，确保项目按时进行。

技术支持和快速响应能力：简仪提供优质的本地化技术支持，快速响应客户需求，帮助客户解决问题，确保了测试任务的顺利进行。

本次飞控系统半实物仿真测试验证项目的成功实施，充分体现了简仪科技PXIe平台在高实时性、多接口集成与系统可靠性方面的优势。该解决方案不仅帮助客户实现了飞控系统的全面验证，提升了测试效率与数据可靠性，也为低空经济背景下无人机、eVTOL等航空器的规模化应用提供了有力的技术支撑。未来，简仪科技将继续携手合作伙伴，共同推动国产测试验证平台在航空、航天等高端装备领域的深入应用。