В России создали комплекс, который позволяет прототипировать алгоритмы управления и проводить полунатурное моделирование объекта управления. Разработку представили на ежегодной конференции "Технологии разработки и отладки сложных технических систем". Продукт, получивший название "Ритм", уже готов для поставки оборонным предприятиям, сообщил Mil.Press Военное ведущий инженер центра инженерных технологий и моделирования "Экспонента" Михаил Песельник.

Комплекс полунатурного моделирования (КПМ) позволяет в цифровой среде моделировать поведение физических объектов: разработать модель объекта и окружения, в котором он работает. В качестве объекта может выступать любая физическая система, которой надо управлять: различные двигатели, в том числе авиационные, турбины, автоматические коробки передач или даже сложные электрические сети.

Оборудование позволяет запустить модель в реальном времени, а затем, используя специализированные интерфейсы, подключить эту систему к остальным аппаратным элементам комплекса или стенда. Например, к бортовому вычислителю, датчикам, исполнительным механизмам или иным системам. Используя шасси расширения, к одной машине реального времени можно подключить до 12 дополнительных плат ввода-вывода.

Это позволяет имитировать систему, которая только создается, или же выполнить тесты, которые сложно, опасно или очень дорого проводить в натуре. Например, на начальном этапе отработать проектирование авиационного двигателя, смоделировать ситуации отказов его подсистем или аварийную ситуацию еще до изготовления модели или прототипа.

"Прототипом оборудования стало швейцарское "железо" Speedgoat, с которым наши заказчики успешно работают уже несколько лет. За основу взяли промышленный компьютер, на который установили российские платы ввода-вывода, написали драйвера и блоки для Simulink, интегрировали с Simulink Real-Time. Главное, что наше оборудование поддерживает военные интерфейсы ARINC 429 и MIL-STD-1553 в дополнение к стандартным аналоговым и цифровым интерфейсам. То есть этот комплекс предназначен для предприятий ОПК", - рассказал Михаил Песельник.

Помимо программно-аппаратного моделирования HIL (Hardware-In-the-Loop simulation), КМП позволяет прототипировать алгоритмы управления. Перед тем, как путем генерации кода алгоритмы управления окажутся в бортовом вычислителе, их можно проверить на "Ритме".

"В цифровой среде можно достаточно быстро протестировать различные алгоритмы управления физическим объектом, например, адаптивный регулятор, нейросеть или нечеткую логику. Это позволяет также быстро без дополнительных затрат оценить производительность, качество и точность работ, и выбрать из десятков алгоритмов тот, который наиболее точно подходит встраиваемой системе", - добавил Песельник. 

Специалист также отметил, что отечественный комплекс за счет применения комплектующих российского производства значительно дешевле зарубежных аналогов.

"Мы уже применяли элементы модельно-ориентированного проектирования при работе над двигателем ПД-14 для самолета МС-21, и планируем использовать этот метод в работе над перспективной силовой установкой ПД-35. Метод показал свою эффективность. Его применение снижет технические риски, например, при проверке нештатной работы двигателя. В цифровой среде мы имитировали разрыв роторов, помпаж и другие аварийные ситуации", - прокомментировал разработку замначальника отдела проектирования систем автоматического управления "ОДК-Авиадвигатель" Игорь Грибков....