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北太天元基于银河麒麟操作系统的飞行控制律设计解决方案

方案背景

Programme background

航空领域面临智能化转型的需求,传统控制律设计依赖国外软件(如MATLAB/Simulink),存在数据安全风险、知识产权保护、接口开放性差、设计流程效率质量低等痛点。成飞等企业亟需自主创新的解决方案,提升设计效率并保障技术安全。为响应《交通强国建设纲要》要求,北太天元科学计算与系统仿真软件(简称:北太天元)基于银河麒麟操作系统构建自主飞行控制律设计解决方案,兼容95%+ MATLAB语法及Simulink模型,支持飞行器全生命周期(设计-仿真-测试-运维)工具链创新,助力实现研发工具自主化率超80%目标。推动行业安全创新与智能化升级。

方案概述

Overview of the solution

北太天元基于银河麒麟操作系统的飞行控制律设计解决方案提供自主创新的科学计算与系统仿真技术,深度融合银河麒麟操作系统工具链,覆盖数字建模、静动特性分析、飞行性能计算、控制律设计与评估全流程,支持多格式数据导入、批处理计算及自主算法扩展,助力用户实现高效精准的飞行控制系统研发。


技术路线

Technical route

芯片架构:高性能处理器(如鲲鹏、飞腾)

操作系统:银河麒麟操作系统

基础软件:北太天元科学计算与系统仿真软件

应用模块:控制律设计工具箱(PID/L1/动态逆控制)、模型校验工具


方案架构

Scheme architecture

方案优势

Solution advantage

自主技术突破:国内首款非开源内核科学计算软件,兼容95%+ MATLAB语法及Simulink模型,填补国内通用型科学计算软件空白。

深度融合 :深度适配银河麒麟操作系统及鲲鹏/飞腾芯片,数据导入减少数据转换时间60%以上。

高精度算法引擎:采用北大数学核心技术(如牛顿迭代法、动态逆控制算法),仿真误差率≤0.5%,满足大迎角机动、颤振抑制等复杂场景的精度需求

建模-仿真-验证一体化:内置自动化建模工具链、并行计算框架(批处理任务提速40%),实现从数字飞机建模到控制律闭环验证的全流程贯通。


应用场景

Application scenarios

复杂飞控系统设计验证

适用于气动弹性、飞发一体化控制等多物理场耦合场景,解决传统工具无法高效处理跨学科数据融合的难题。

支持大迎角,结冰条件等极端工况下的稳定性分析,精准输出模态特性(荷兰滚/螺旋模态),确保飞控系统鲁棒性。

智能优化与迭代

基于遗传算法、粒子群优化的智能调参工具,实现控制参数自动优化

支持PID、动态逆控制、自抗扰控制等多算法集成,满足多变量控制律的复杂需求。

数字化研发平台构建

通过设计评估准则库(如CAP准则、C*准则)将专家经验模型化,降低对人员经验依赖。

成功案例

Success case

建设内容

•北太天元平台与基于银河麒麟操作系统 ,构建控制律设计平台,集成北太真元多域动态系统仿真工具与北太天元科学计算内核,覆盖数字建模、静动特性分析、飞行性能计算、控制律设计与评估全流程。

•支持气动、结构、动力、控制四大学科数据协同导入,自动生成六自由度数字飞机模型,减少跨专业协调时间。实现气动弹性颤振抑制与矢量推力协同控制联合仿真,误差率<0.5%(基于实际试飞数据验证 - 智能控制律优化

•集成MPC工具箱与鲁棒控制算法,支持多目标优化(稳定性、燃油效率、机动性),优化效率提升。

案例价值

•  技术突破:解决大迎角机动控制失稳、飞发一体化协同等行业难题,支持未来大模型融合。

•  效率提升:缩短多学科协同设计周期,提升仿真验证效率。


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