“Bell 525”是世界上第一架采用電傳控制的商用直升機。電傳系統將直升飛機全時置于計算機控制之下，通過減少飛行員的工作量，增加飛行員的環境感知能力，提高飛機的操控質量，從而獲得最大程度的安全。

Bell Helicopter 采用基于模型設計來開發和實施 Bell 525 電傳系統的控制律。該項目是 Bell Helicopter 工程師第一次在 DO–178B A 級的工作流中使用自動代碼生成。

"我們在 Simulink 中完成了所有的設計和大量的仿真，”Bell 525 電傳控制律的負責人 Mike Bothwell 說， “第一次用 Embedded Coder 為真正的飛行控制計算機生成代碼時，我們沒有發現任何集成問題。這點非常有吸引力，因為在以前的項目中，集成問題確實拖慢了我們的進度?！?/p>

The Bell 525 Ships 1 and 2 over the Palo Duro Canyon

挑戰

Bell是第一個將配備電傳飛行控制系統的民用直升機推向市場的公司。這意味著減少手寫編碼和手動代碼審查，有助于加速DO–178B軟件開發流程。在過去的流程中，一個手寫代碼的小改動將導致一個復雜的審查過程。對一個有強烈目標的飛行測試開發流程來講，它花費的時間太長。

與之前的 DO–178B 開發方法相比，Bell 525 工程團隊想獲得一些改進：

首先，他們試圖減少軟件需求變化時導致的手寫代碼返工；其次，他們希望簡化與飛機系統其他部分代碼集成所需的步驟；第三，他們希望建立一個穩健的開發過程，讓工程師們為其他團隊和項目提供的結果能一致起來。

解決方案

Bell Helicopter 的工程師設計、實施并驗證了基于模型設計的Bell 525電傳系統的控制律。

飛行品質工程師們使用Simulink和Stateflow開發了一種控制律模型，它是基于在 IBMRationalDOORS定義的 900 高級系統需求。該模型被劃分為多個模塊，包括螺距、滾轉和偏航軸的模塊，以及用Stateflow開發的邏輯和模式切換模塊。

他們開發了一組測試用例，并在Simulink中運行仿真來驗證邏輯和功能。

工程師使用Simulink Requirements，將在 DOORS 里定義的需求與對應的Simulink和Stateflow對象模型聯系起來。這種可跟蹤性使團隊能夠執行影響因素分析，識別出在項目需求發生后期更改時受影響的Simulink模型區域。

他們還使用Simulink Check和Simulink Coverage來檢查模塊是否遵守了 Bell Helicopter 關于 DO-178 的建模規范，并度量了測試用例的模型覆蓋率。雖然覆蓋率分析并不是資格認證中所必須提供的，它仍然起到重要的作用，因為它幫助團隊從低層的測試追溯到高級需求。工程師使用Embedded Coder從Simulink控制律模型生成了約 16000 行 C 代碼。

“采用基于模型設計，我們獲得了第一次飛行的成功，控制和集成方面都沒有任何問題。 使用Embedded Coder ,從Simulink模型生成控制律的代碼，消除了人工編寫代碼導致的進度遲緩，解放了團隊，使得他們可以實現更廣泛的目標。”

——Bell Helicopter, Mike Bothwell

該團隊使用Simulink Report Generator生成設計和需求跟蹤報道,可用于指導審查過程中所需的流程復審。

通過使用Simulink Coder Inspector，以及用 DO Qualification Kit 工具包對生成的代碼進行檢測,團隊將生成的代碼和控制律模型進行自動比較，查找不符合要求塊、驗證可追溯性,達到 DO-178B 代碼審查的目標。

代碼評審之后，完成代碼并使用與Simulink模型相同的測試用例來進行測試。然后，軟件團隊將控制律代碼與其他飛行控制代碼整合在一起，準備進行“真實”系統測試。

Bell 525 首次飛行成功，并正在進行進一步的全速、滿載、極限高度的能力飛行測試。Bell Helicopter 正在將基于模型設計拓展到將來的 DO-178C 項目中。

結果

集成時間減少90%?！拔覀兊谝淮巫詣由纱a，并在真實的硬件上運行時沒有任何集成問題，” Bothwell 說?！霸谶^去，完成代碼的初步集成要花大約 10 周的時間，但基于模型設計中只需要1周時間?！?/p>

開發迭代時間從幾周減少到幾小時 。“在過去的流程中，當我們做一個小的設計更改時，需要幾周的時間來等待軟件團隊完成編碼，”Bell 525電傳控制律設計師 Jillian Alfred 說。“使用 Simulink 和 Embedded Coder，我們僅需更改模型并重新生成代碼。在一個小時內我們就完成了一個新的測試版本?！?/p>

可信賴的代碼質量。“基于模型設計使我們能夠在不影響工作質量的情況下減少花在耗時的任務上的時間，” Alfred 說?！熬拖駥鹘y手寫代碼一樣，我們對自動生成的代碼質量有同樣高的信心。使用 Embedded Coder 生成代碼，我們知道代碼正確無誤；通過 Simulink Coder Inspector，我們確保代碼可以追溯到模型。”