航空航天航空工程實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在某航空航天企業(yè)擔(dān)任飛行控制系統(tǒng)測(cè)試工程師。核心工作成果包括完成30架次無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的地面測(cè)試，發(fā)現(xiàn)并修復(fù)12處軟件邏輯缺陷，累計(jì)編寫(xiě)并執(zhí)行測(cè)試用例500例，其中自動(dòng)化測(cè)試覆蓋率達(dá)85%。專業(yè)技能應(yīng)用方面，運(yùn)用MATLAB/Simulink搭建了5種典型飛行工況的仿真模型，通過(guò)C/C++編寫(xiě)了3套測(cè)試腳本，將單次測(cè)試耗時(shí)從4小時(shí)縮短至1.5小時(shí)。提煉出的可復(fù)用方法論包括：基于FMEA的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級(jí)分配流程，以及采用蒙特卡洛方法進(jìn)行參數(shù)魯棒性驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)化步驟，這些方法在后續(xù)的飛行控制系統(tǒng)測(cè)試中驗(yàn)證了其有效性。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過(guò)程

2023年7月1日至8月31日，我在一家做飛行控制系統(tǒng)研發(fā)的企業(yè)實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)目的就是把學(xué)校學(xué)的控制理論、飛行力學(xué)這些玩意兒跟實(shí)際項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，看看真刀真槍的工程環(huán)境是怎么運(yùn)作的。

公司主要做軍用無(wú)人機(jī)和部分商用飛行器的飛控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品線挺多，我參與的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)一款中型無(wú)人機(jī)的任務(wù)規(guī)劃模塊測(cè)試。

實(shí)習(xí)期間，我跟著導(dǎo)師摸爬滾打，核心工作就是編寫(xiě)測(cè)試用例、執(zhí)行地面測(cè)試和調(diào)試。具體做了啥呢？比如7月10號(hào)到20號(hào)，我負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)的姿態(tài)控制子系統(tǒng)測(cè)試，寫(xiě)了200多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，用Python寫(xiě)腳本自動(dòng)發(fā)送指令，地面站回傳數(shù)據(jù)跟仿真模型對(duì)一遍。期間發(fā)現(xiàn)過(guò)3個(gè)控制律在超機(jī)動(dòng)時(shí)響應(yīng)延遲的問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整PID參數(shù)組，把延遲從200毫秒壓到50毫秒以內(nèi)，這個(gè)改進(jìn)后來(lái)被團(tuán)隊(duì)采納了。

8月1號(hào)到15號(hào)，我參與了一次空中試飛前的準(zhǔn)備，主要是地面聯(lián)動(dòng)測(cè)試。那段時(shí)間壓力挺大，因?yàn)樵囷w前發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)在GPS信號(hào)弱時(shí)定位漂移超過(guò)5米，這直接關(guān)系到飛行安全。導(dǎo)師教我用卡爾曼濾波算法優(yōu)化導(dǎo)航融合邏輯，我自己加了幾行代碼，用RTK數(shù)據(jù)模擬弱信號(hào)環(huán)境，反復(fù)調(diào)試直到漂移控制在0.5米以內(nèi)才過(guò)關(guān)。這次經(jīng)歷讓我明白，搞飛控不能光看理論，實(shí)際環(huán)境各種邊界條件得考慮周全。

遇到的困難有2個(gè)。第一個(gè)是測(cè)試環(huán)境搭建，7月初剛開(kāi)始時(shí)，模擬器跟硬件接口對(duì)不上，花了兩天時(shí)間才搞明白是時(shí)序問(wèn)題，后來(lái)學(xué)會(huì)用邏輯分析儀抓信號(hào)，效率高多了。第二個(gè)是測(cè)試用例覆蓋率不夠，比如8月10號(hào)評(píng)審時(shí)發(fā)現(xiàn)有個(gè)極限工況沒(méi)覆蓋，趕緊補(bǔ)了200個(gè)邊緣案例，這讓我意識(shí)到做測(cè)試得像下棋，提前預(yù)判各種可能性。

實(shí)習(xí)成果還是挺實(shí)在的。我主導(dǎo)完成的任務(wù)規(guī)劃模塊測(cè)試報(bào)告，被團(tuán)隊(duì)留作新人培訓(xùn)材料，測(cè)試效率提升了30%，之前需要5個(gè)人干的活現(xiàn)在3個(gè)人就行。最大的收獲是學(xué)會(huì)了用MATLAB/Simulink搭建半物理仿真平臺(tái)，之前光會(huì)理論，現(xiàn)在能動(dòng)手實(shí)現(xiàn)控制算法跟實(shí)際硬件的對(duì)接。

對(duì)職業(yè)規(guī)劃影響挺大的，以前覺(jué)得飛控神秘兮兮，現(xiàn)在知道核心就是解耦各種矛盾，比如性能、成本、可靠性之間的平衡。要是真干這行，得把基礎(chǔ)理論啃得更透，比如非線性控制、魯棒控制這些，現(xiàn)在看還差得遠(yuǎn)。

公司這邊的培訓(xùn)機(jī)制有點(diǎn)問(wèn)題，新人上手全靠導(dǎo)師帶，知識(shí)傳遞不成體系，有些測(cè)試規(guī)范也沒(méi)標(biāo)準(zhǔn)化文檔，容易踩坑。建議搞個(gè)在線知識(shí)庫(kù)，把常見(jiàn)問(wèn)題、調(diào)試技巧、測(cè)試模板都放上去，新人先看資料，導(dǎo)師省心我也省力。另外崗位匹配度上，我初期接觸的測(cè)試工作跟我想深入的控制算法設(shè)計(jì)差得有點(diǎn)遠(yuǎn)，要是能有交叉機(jī)會(huì)就更好了。

三、總結(jié)與體會(huì)

這8周實(shí)習(xí)，像是從書(shū)本跳進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。2023年7月1號(hào)到8月31號(hào)，每天面對(duì)的是實(shí)際項(xiàng)目，而不是屏幕上的公式，這種轉(zhuǎn)變挺震撼的。實(shí)習(xí)的價(jià)值在于把學(xué)校學(xué)的那些飛行力學(xué)、自動(dòng)控制理論跟實(shí)際產(chǎn)品對(duì)應(yīng)起來(lái)。比如7月15號(hào)調(diào)試無(wú)人機(jī)姿態(tài)控制時(shí)，遇到PID參數(shù)整定問(wèn)題，把理論上的臨界阻尼狀態(tài)調(diào)到實(shí)際硬件上，發(fā)現(xiàn)超調(diào)還是有點(diǎn)大，這讓我明白理論模型和物理實(shí)體之間有啥差異，怎么通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反推理論改進(jìn)方向，這整個(gè)閉環(huán)讓我對(duì)控制系統(tǒng)的理解深了一層。

對(duì)職業(yè)規(guī)劃的影響是實(shí)打?qū)嵉摹Ｒ郧坝X(jué)得做飛控要么純理論，要么純測(cè)試，現(xiàn)在看都是扯淡。我發(fā)現(xiàn)自己在測(cè)試階段表現(xiàn)不錯(cuò)，尤其是8月10號(hào)主導(dǎo)完成的任務(wù)規(guī)劃模塊壓力測(cè)試，效率提升30%，這讓我意識(shí)到工程領(lǐng)域需要?jiǎng)邮帜芰Γ鈺?huì)算沒(méi)用?，F(xiàn)在明確了自己想往測(cè)試開(kāi)發(fā)方向發(fā)展，下一步打算深挖軟件測(cè)試工程，準(zhǔn)備考取ISTQB認(rèn)證，順便學(xué)學(xué)Python性能分析工具，畢竟現(xiàn)在飛控測(cè)試越來(lái)越依賴自動(dòng)化。

從行業(yè)趨勢(shì)看，現(xiàn)在無(wú)人機(jī)和飛行器越來(lái)越強(qiáng)調(diào)智能化、自主化，像我實(shí)習(xí)那會(huì)兒用的無(wú)人機(jī)，任務(wù)規(guī)劃還偏傳統(tǒng)規(guī)則法，但公司內(nèi)部已經(jīng)在搞基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策算法驗(yàn)證了。這讓我意識(shí)到，學(xué)校里學(xué)的經(jīng)典控制理論還得學(xué)扎實(shí)，但更要關(guān)注新算法、新架構(gòu)怎么落地。比如8月25號(hào)參加的部門(mén)技術(shù)分享會(huì)，有人講基于深度學(xué)習(xí)的傳感器融合，雖然我聽(tīng)得云里霧里，但回去查了好多資料，發(fā)現(xiàn)這玩意兒遲早要和飛控結(jié)合，現(xiàn)在開(kāi)始自學(xué)PyTorch，希望能跟上這波技術(shù)迭代。

心態(tài)轉(zhuǎn)變是最大的收獲。實(shí)習(xí)前覺(jué)得搞個(gè)飛控系統(tǒng)挺簡(jiǎn)單的，結(jié)果真上手才發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)多到爆炸。比如7月20號(hào)調(diào)試導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，因?yàn)镚PS信號(hào)干擾導(dǎo)致定位漂移超5米，差點(diǎn)影響試飛，那幾天真有點(diǎn)慌，但硬著頭皮跟導(dǎo)師學(xué)卡爾曼濾波調(diào)參數(shù)，最后把誤差控制在0.5米以內(nèi)，這經(jīng)歷直接把我的抗壓能力拉滿了?，F(xiàn)在明白做這行，責(zé)任感不是喊口號(hào)的，是實(shí)打?qū)嶓w現(xiàn)在每個(gè)數(shù)據(jù)、每個(gè)參數(shù)上的。從學(xué)生到職場(chǎng)人的感覺(jué)，就是肩上突然多了塊沉甸甸的責(zé)任，得對(duì)結(jié)果負(fù)責(zé)。

未來(lái)打算把實(shí)習(xí)遇到的問(wèn)題都當(dāng)學(xué)習(xí)課題，比如那個(gè)測(cè)試環(huán)境搭建的時(shí)序問(wèn)題，回去專門(mén)研究FPGA時(shí)序設(shè)計(jì)；還有那個(gè)測(cè)試覆蓋率不足的教訓(xùn)，準(zhǔn)備學(xué)學(xué)DO178C標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)習(xí)時(shí)用的MATLAB/Simulink仿真模型，現(xiàn)在還在繼續(xù)完善，打算結(jié)合學(xué)校課設(shè)，做一個(gè)更完整的無(wú)人機(jī)飛行控制仿真平臺(tái)。總之，這8周沒(méi)白費(fèi)，把我的理論知識(shí)和實(shí)踐技能搭了個(gè)橋，接下來(lái)就是埋頭苦干，爭(zhēng)取把短板補(bǔ)齊，將來(lái)真有機(jī)會(huì)進(jìn)這個(gè)行業(yè)，能派上用場(chǎng)。

四、致謝

在這里，想謝謝幾家單位。感謝實(shí)習(xí)期間讓我參與實(shí)際項(xiàng)目的公司，給了我這個(gè)把理論用在實(shí)際操作里的機(jī)會(huì)。

特別感謝帶我的導(dǎo)師，雖然沒(méi)怎么念叨理論，但每遇到坎兒都耐心指點(diǎn)，比如7月調(diào)試飛控軟件那次，我卡了3天沒(méi)解決，導(dǎo)師帶我把代碼跑起來(lái)，一步步看寄存器狀態(tài)，最后定位到是內(nèi)存讀寫(xiě)沖突，這種手把手教的感覺(jué)特別好。

一起工作的同事也幫了不少忙，8月準(zhǔn)備試飛前，有個(gè)硬件接口問(wèn)題我卡殼了，一個(gè)師兄晚上加