물건을 배달하는 배터리로 작동되는 드론, 바쁜 도시에서 사람들을 이곳 저곳으로 이동시키기 위해 개발되는 에어 택시, 단거리 및 중거리 사용 사례를 선보인 전기 비행기는 이미 널리 알려진 사실이다. 전기를 이용해 하늘에서 이동하는 새로운 개념에 내재된 문제로 인해 엔지니어링 도구는 복잡한 시스템을 효율적으로 설계하고 시뮬레이션 하는데 매우 중요하다.
소프트웨어는 새로운 운송수단 설계의 큰 부분이다. 전기 항공기와 같은 복잡한 시스템은 루프에 내장된 소프트웨어를 사용하여 시스템 수준 시뮬레이션을 달성하기 위해 전체론적 접근 방식이 필요하다.
시스템 시뮬레이션은 전기를 이용해 하늘에서 이동하는 프로젝트의 초기 설계 단계, 특히 전기 기계 시스템 동작을 분석하고 예측하는데 중요하다. 이는 성능과 안전성 측면에서 새로운 항공 이동 기술을 더욱 발전시키는 강력한 수단이며 비행 제어, 제동 제어, 엔진 제어 및 배터리 관리 시스템은 물론 내장형 HMIs(Human Machine Interfaces)에도 적용 가능하다.
제어 및 인간 – 기계 인터페이스 소프트웨어가 차량 모델과 폐쇄 루프 방식으로
실시간으로 연동되어 실행되는 모습을 담고 있다.
닫힌 루프 시뮬레이션은 SiL(Software in the Loop) 접근 방식과 함께 사용할 때 더 정확하다. 이 접근 방식에서는 엄격하고 안전한 제어 법칙 구현에 이미 의존하고 있는 “실시간” 임베디드 소프트웨어가 시뮬레이션 환경에 포함될 수 있다.
루프의 시뮬레이션 및 소프트웨어
내장된 소프트웨어와 시스템 시뮬레이션을 위한 Ansys 도구 간의 상호 운용성은 SiL 시뮬레이션 같은 결과를 달성하는데 중요하고, 이는 부품간 무료 표준 인터페이스인 FMU(Functional Mock-Up)을 통해 Ansys SCADE 및 Ansys Twin Builder로 가능하다. FMU는 HMI 소프트웨어 등의 소프트웨어를 제어하는데 사용할 수 있다.
루프의 소프트웨어는 시스템 구성 설계에도 유용하다. 또한, 차량의 다양한 작동 모드(ex. 공칭 모드 또는 성능 저하 모드)나 다른 여러 비행 경로 시나리오에서 비롯되는 고장 조건을 고려할 때에 소프트웨어 및 안전 요구 사항 개선에 유용하다. 각 고장 시나리오에 대해 엔지니어는 컨트롤러의 응답성과 항공기 안정성을 분석한 다음 시스템 매개 변수를 조정할 수 있다.
시뮬레이션에 시나리오를 입력할 수 있도록 FMU를 이용하여 SCADE로 신속한 프로토타이핑 솔루션이 나오는데, 이는 미리 정의된 내장 위젯이 있는 GUI(graphical user interface)를 통해 수동으로 또는 Twin Builder 모델에서 직접 비행 경로 데이터가 전송되며 이루어진다.
데이터 시각화 및 Ansys Digital Twin으로의 입력 신호 전송을 위한 대화형 시뮬레이션 패널을 설계할 수 있다.
SCADE 및 Twin Builder를 통해 시스템 엔지니어는 속도, 고도 또는 방향과 같은 다양한 항공기 데이터를 플로팅한 결과를 시뮬레이션 하고 시스템의 동작을 분석할 때 소프트웨어 및 제어 엔지니어와 함께 반복할 수 있는 효율적인 환경을 갖는다.
출처 : Ansys Simulate Flight Control Systems With Embedded Software in the Loop
문의 및 기술 협력
- 홈페이지: https://moasoftware004.mycafe24.com/
- 대표 문의: 02-6945-2156