Airbus A380是當前投入運營的最大商用飛機，其航程達8,000多英里。為了能夠長時間連續飛行，A380的11個油箱的容量達到250公噸（320,000升）。

Airbus工程師使用Simulink和Stateflow開發出可在整個項目中復用的燃油管理系統模型。A380復雜的燃油管理系統可處理地面上的加油和放油操作在飛行中可使燃油流向引擎以及在各個油箱之間流動該系統可使燃油在油箱間移動，從而優化飛機的重心，減少機翼彎曲并使燃油保持在可接受的溫度范圍內。

挑戰

A380的燃油管理系統必須能夠安全處理系統中21個泵、43個閥和其他機械組件的所有故障。在復雜的系統中，要在需求階段預測各種相對小的故障共同產生的問題，對工程師來說挑戰性很大。

A340（A380的前身）的燃油系統規范文檔有1000多個書面需求，對于任何人來說都很難理解這些需求之間所有可能的交互和沖突。“大量的文本需求可能會造成歧義和誤解。第20頁上的某個需求與第340 頁上的需求沖突很難被發現。”

解決方案

Airbus使用基于模型的設計為A380的燃油管理系統建模，通過仿真驗證需求并清楚地傳達功能規范。

“基于模型的設計為我們提供系統功能設計的高度可視性。與以前相比，我們更早地完成了需求驗證和多個同步組件故障的仿真，因此我們知道接下去將會發生什么并相信控制邏輯可以管理好它。”

—— Airbus燃油系統計算分析專家Christopher Slack

Airbus工程師使用Simulink和Stateflow為系統的控制邏輯建立模型，該模型包括45個頂層狀態圖，將近6000個狀態和8700多個轉移。該模型定義在地面（包括加油、放油和地面交通）和飛行過程中（包括正常的引擎給料、重心、載荷減緩及放油）的操作模式。

該團隊還使用Simulink開發出油箱、泵、閥和電子組件的參數化對象模型。工程師可以設置參數值，以將模型配置為代表任何Airbus 飛機的燃油系統。在Simulink 中運行了個別操作組件的閉環仿真后，團隊將它們集成到一個完整的系統級仿真模型。

通過使用Parallel Computing Toolbox和MATLAB Distributed Computing Server，該團隊在一個50-worker計算集群上執行蒙特卡洛仿真。團隊也使用Simulink 模型開發硬件在環測試。一個周末，他們就可以在各種環境條件和飛機操作情景下運行100,000個仿真的飛行。

通過使用Simulink Coder從對象和控制邏輯模型生成代碼，該團隊創建了一個桌面仿真器。基于MATLAB的用戶界面使供應商、飛機客戶、維護工程師和其他Airbus團隊可以了解燃油管理系統的工作原理以及如何與其他飛機系統進行交互。

在A380的飛行測試成功后，根據測量的飛行測試數據，團隊使用System Identification Toolbox調整他們的對象模型。他們使用Signal Processing Toolbox從測試數據中去除噪音，使用Curve Fitting Toolbox評估測量數據和預測結果之間的差異，并預測在超出正常飛行包線后的系統性能。在優化對象模型時，他們使用SimPowerSystems來融入電力電子系統的繼電器及其他元件。

結果

節省了幾個月的開發時間。Slack說：“在早期項目中，將燃油系統設計與仿真的駕駛艙或鐵鳥試驗臺進行集成需要花九個月的時間。而通過在A380上使用基于模型的設計，所需的時間不到一個月。同樣，通過模型復用來試運行HIL平臺，我們節省了三個月的開發時間，并縮短了從初始概念到第一次飛行的時間。”

在開發中重復使用模型。Slack說：“Simulink 和Stateflow 模型使我們可以提前驗證需求并向我們的供應商傳達功能規范，以便按照ARP 4754 補充書面需求。我們可以重復使用這些模型來創建桌面仿真器，試運行我們HIL測試平臺，在我們的虛擬集成平臺上運行以及向客戶展示系統功能。”

無需增加員工就可以處理更大的復雜性。Slack解釋說：“A380的燃油系統比A340的燃油系統復雜三到四倍。基于模型的設計使我們可以用相同規模的工程團隊來處理本質上更為復雜的項目。”