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ANSYS的博客

2022年11月18日

NI和Ansys为航空航天及其他领域的客户提供联合发射解决方案

Ansys和NI客户的一个共同点是对精度的共同追求。无论是一组设计师使用Ansys庞大的仿真组合中的工具创建模型,还是一组工程师使用NI的验证软件和硬件验证这些模型,设计的准确性都是一个共同的目标。

虽然这些团队可以独立工作并取得成果,但如果他们使用联合解决方案将他们的方法连接起来,那么设计和开发将会更加成功吗?

这种潜力一直是NI和Ansys合作背后的驱动力。这种技术配对的成功已经在汽车领域的硬件在环(HIL)解决方案中看到相机先进驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶汽车(AV)。华体会官网app下载新浪但最近,这些公司通过将NI工具集成到新的领域Ansys系统工具包(STK)数华体会体育APP在线下载字任务工程软件,为航空航天工业和其他行业提供解决方案,客户需求是合作的核心。

为客户提供更好的结果和验证

在其40多年的历史中,NI不断生产模块化硬件、软件、服务和系统,通过自动化测试设备和测量系统为验证设定标准。今年,NI在范堡罗国际航展上展示了其最新开发的卫星链路模拟器(SLE)。SLE的突出之处在于它与STK的连接,STK提供了一个基于物理的建模环境,用于在现实任务环境中分析平台和有效载荷。

为了开发具有验证下一代卫星通信链路潜力的SLE, NI采用HIL方法,将NI的PXI硬件和LabVIEW现场可编程门阵列(FPGA)技术连接到STK平台。这种组合使卫星和地面站之间的通信链路能够通过在数字任务工程环境中模拟,根据准确和真实的信道参数进行实时验证。华体会体育APP在线下载

NI PXI系统

NI PXI系统提供高性能模块化仪器和其他输入/输出(I/O)模块,这些模块具有专门的同步和关键软件功能,用于测试和测量应用,从设备验证到自动化生产测试。

“我们的工具NI和Ansys可以单独工作,但我们的客户被要求创新的速度和他们试图开发的系统的复杂性促使我们问,‘我们可以在我们的工具之间建立什么联系,使工作流程更无缝、更实时或更迭代?’”NI航空航天、国防和政府业务高级副总裁兼总经理Luke Schreier说。“我们如何才能减少‘把它扔到墙外’的效应,以及无法用反馈到模拟中的真实实验数据来‘关闭循环’?”

SLE只是HIL概念的一个实例,它用真实数据“闭合回路”,在电磁(EM)环境中通过卫星和地面站之间的连接进行了演示。然而,HIL概念可以扩展到其他通信链路,如5G、其他地面网络,甚至使用EM能量进行交互的其他系统。

虚拟仪器

LabVIEW是NI开发的图形化编程环境,工程师使用它来开发自动化研究、验证和生产测试系统。

NI雷达、电子战和通信部门首席产品经理Chris Behnke表示:“作为合作伙伴,我们最近所做的是专注于围绕通信和卫星的关键任务应用。“我们已经将STK软件与我们的实时硬件平台进行了对接,该软件可以提供精确的模拟,并允许我们在相同的模拟运行条件下验证硬件。随后,它允许我们用真实的测量数据更新模拟。这是一个协同循环,我们可以通过模拟通知被测试系统,然后根据测试本身的结果进一步通知模拟。”

这种协作方法为客户提供了更多的洞察力,以便更好地实时告知他们的设计和任务,从而减少了错误、开发所需的时间、项目的材料和运营成本,以及最重要的风险。因此,对于Ansys和NI客户来说,合作伙伴关系的价值超过了金钱价值,并带来了更丰富、更高保真度的模拟,以确保产品和任务的安全性和成功。

华体会体育APP在线下载数字任务工程,动态建模

STK扩展了标准仿真工具,将仿真应用于任务规划设置。虽然其他模拟工具也可以实现结果,但这种静态的一次性模型往往会导致不连接的解决方案,需要稍后拼凑或比较。另外,STK还提供了一个3D、多域平台,可用于更大的系统级项目,并在一个应用程序中支持各种工程规程。这使客户能够看到关键工程动态如何在实时环境中相互影响。这种洞察力可以为您的设计提供信息,以及对这些设计的验证,更全面、更快、更准确地一致和运动。

Ansys数字任务工程研发高级总监Shashank Narayan表示:“例如,一颗卫星可以在太空中以每小时17000英里的速度飞行,因此它的移动速度很快,并且能够模拟平台的运动、运动学效应和射频(RF)环境效应,这些都对任务的有效性产生影响。华体会体育APP在线下载此外,随着平台的移动,与其他平台的关系也会发生变化,一颗卫星监视某一地区的能力取决于它在轨道上的位置。了解这些动态是至关重要的,在使用STK的设计参考任务(DRM)的帮助下,您可以对这些场景建模,然后使用NI工具对DRM进行测试。”

Ansys STK和NI解决方案

图中显示了Ansys STK和NI解决方案之间的连接,其中STK提供了平台运动、运动学、有效载荷模型和其他环境影响,有助于形成真实的模拟射频(RF)链路。这提供了一个可执行的模拟循环,工程师可以通过软件在环(SIL)和硬件在环(HIL)策略设计和测试RF系统。

数字版权管理并不是一个新概念,可以追溯到早期的阿波罗任务。从本质上讲,DRM可以在产品的生命周期中实现系统思考、自动化和基于事实的决策,以确保任务的安全和成功。简单地说,它帮助设计或准备“参考”或计划。

STK的主要功能包括通信、雷达、光电和红外(EOIR)建模。通过通信功能,您可以对系统的所有物理组件建模,包括射频环境。类似地,雷达功能使您能够模拟合成孔径雷达(SAR)或搜索和跟踪模式下的系统性能。这意味着你可以在任务背景下对单站、双站和多功能雷达进行建模,以考虑每个资产的参与。EOIR功能进一步扩展,使团队能够建模EOIR检测、跟踪和成像性能,在整个产品生命周期中支持产品,包括概念开发、设计、现场测试和运营。

Behnke说:“模拟效果取决于你在模型中输入的数据,所以从我们的角度来看,STK软件提供了准确的第一个模拟,然后我们的平台能够测量实际运行时的物理输入和输出(I/O)点或物理硬件,这为你提供了下一个层次的细节,然后你可以回到你的设计。”“当硬件和软件解决方案可以并行运行时,实时性才能真正发挥作用。当模拟运行时,你可以看到模拟结果和实时硬件结果的一致性和同步,看到硬币的两面。”

数字任务工程的一个误解是,它是同义词华体会体育APP在线下载基于模型的系统工程(MBSE),但虽然两者有相似之处,但有一个主要的区别。尽管MBSE应用建模来支持系统级工程,并鼓励在开发和项目的后期阶段使用模型,但这种类型的建模不能实时或连续地适应。

或者,数字任务工程可以被视为M华体会体育APP在线下载BSE的数字线程,旨在交付在整个产品生命周期中变化和增长的连续建模。

纳拉扬说:“数字化任务工程最重要的成果之一是创建任务模型,通过对实际平台及其有华体会体育APP在线下载效载荷建模,以及动态和实时的作战环境建模,来捕获任务目标。”因此,在生命周期开始时创建的模型需要在整个生命周期中按照保真度和复杂性进行持久化、交换和增长。从这个角度来看,我们认为数字任务工程是一个关键的数字主线,它华体会体育APP在线下载扩展和增强了经典的MBSE及其价值。”

即将到来的任务成为可能

NI的许多验证解决方案都是基于将测试仪器与数字信号处理(DSP)相结合的前提,这允许客户模拟尚未设计的系统部分,或者可能是资产正在设计的生态系统。通过在任务规划平台中实施验证,不仅可以加强围绕这些已知变量的预测预见性,而且还可以实现具有未知变量的前所未有场景的可视化潜力。

Schreier说:“像STK这样的模拟环境几乎天生就会提出不同的I/O组合,这是正常的验证过程可能无法探索的,这就是两种工具和方法的合并对客户真正有益的地方。”“但建立这些联系不仅仅是两种不同工具的总和或连接。它有可能释放出以前不可能实现的创新或准确性。”

要了解更多关于NI航空航天应用的解决方案,请访问他们的网站在这里.要查看Ansys STK,请使用免费试用或了解更多在这里

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