虚拟铁鸟的建模和仿真解决方案及案例

虚拟铁鸟的建模和仿真解决方案及案例

意义

飞机是一个庞大而复杂系统，其研制是一个系统工程，涉及机械、

电气、自动控制、液压、气动等多学科领域。需求的发展对飞机的研发提出了 更高的要求，在研制中实现性能、成本和研发周期三方面的最佳统一，是航空 业所面临的巨大挑战。传统的设计-试验的研发模式，耗时耗力，已经不能满足 飞机研发的要求。建立包括需求管理、架构设计、功能样机建模与优化、数字 样机设计、性能样机验证、数字化装配与工艺设计、交互式设计成果展示的数 字化综合仿真平台，已经成为国际上主流航空航天等厂家研发飞机的主流趋势。 而该平台中的核心环节之一就是建立虚拟铁鸟，以实现飞机系统设计方案的功 能指标确认、控制策略验证、子系统基本参数设计优化以及可靠性评估。虚拟 铁鸟建模和仿真的解决方案

虚拟铁鸟的建立主要用于飞机系统设计方案的

功能指标确认、控制策略验证和子系统基本参数的设计优化，进一步用于可靠 性评估。本质上，虚拟铁鸟就是飞机系统级设计方案的数学展现。因此虚拟铁 鸟的建立主要采用系统级设计工具进行。

一方面，由于飞机系统涉及到机

械、电气、控制、液压、传热、气动等多个学科领域，建立虚拟铁鸟的工具最 好也是能够直接针对多学科建模的工具，如果一个工具不足以实现则需要各工 具之间能够方便地交换数据，从而保证各学科的模型能够同步进行仿真以预测 整个飞机系统的功能等。从国际先进企业的应用经验看，基于开源的 Modelica 语言的一维多学科建模仿真工具 Dymola 是空客、波音等公司建立机电液多学 科模型的共同选择，而控制系统的建模则都采用了 Matlab/Simulink，二者之间 通过直接耦合进行系统的功能分析。

另一方面，由于飞机系统涉及到航空

发动机、环控、液压、飞控、电气等多个专业领域，一个团队难以完成各专业 模型的建立，因此势必需要由不同专业的团队分别建立各专业的模型，然后通