空中客车公司防务和航天可模拟木星冰月探测器使命的数据流

挑战

启用果汁任务有效载荷仪器供应商在各种任务场景,以模拟科学数据产生,存储,和下行链路

使用Si万博1manbetxmulink中,SimEvents和MATLAB应用程序设计器创建配置的事件驱动模型和运行多天任务的模拟

结果

  • 仿真速度要求超过
  • 启用了开发时间减少30%
  • 关键任务的情景模拟

“通过快速原型的使用基于事件的仿真SimEvents好处深信,我们决定采用同样的方法来验证下一代地球观测卫星新的作战概念。”

亚历山大Cortier,空中客车公司防务和航天

JUICE在木星系统渲染。


在2022年预计年发射的木星冰月探测器(汁)代表团将携带11种科学仪器的有效载荷在八年的旅程,木星在太阳系中最大的行星。一旦出现,仪器,其中包括一个照相机,磁强计,干涉仪,测高仪,光谱仪和将进行详细和木星的观测三名卫星 - 木卫三,木卫四和欧罗巴。该飞行任务的主要目的是深入了解的条件支持行星形成和生命的出现。万博1manbetx

由果汁仪器产生的数据流将被发送到地球之前被存储在固态大容量存储器(SSMM)。从仪器到存储和下行数据流可能是复杂的,由于所使用的各种仪器,由传输信道所施加收集到的数据,和限制的相对优先级。

空客公司防务和航天工程师使用使用Simulink创建的事件驱动模型万博1manbetx®和SimEvents™来模拟这些数据流和评估板载数据等待时间,数据存储容量,和下行链路误码率的影响。

“我们决定选择MATLAB,Simulink和SimEvents万博1manbetx我们的仿真模型的发展直接通过稳健性,可扩展性,而这些产品的灵活性的影响,”亚历山大Cortier,R&d工程师空中客车公司防务和航天说。s manbetx 845“与SimEvents基于事件的系统的快速原型设计使我们能够验证计划JUICE新的作战概念的初步设计审查之前好,以减少后续的系统实现的风险。”

挑战

计划在JUICE使命每台仪器产生多达四个数据流,具有随时间变化的数据速率。每个流被链接到包含将通过X或嘉频带被发送到地球文件的目录SSMM。如果文件下行链路过程中被损坏,地面站将请求重传。成功发送确认后,才文件被删除。

系统变量,包括分配给每个仪器和每个目录的下行优先目录的数量,增加了系统的复杂性。这种复杂性使得它难以操作建筑师预测如何将各种参数配置和交互子系统之间可能会影响系统性能。

空中客车公司防务和航天想创建一个模型,这将使​​建筑师运行模拟来验证他们的经营理念和调整参数,以实现对文件的等待时间任务要求按照其指定的优先级(板载采集和地上满接收之间的时间)。所需要的模型是JUICE初步设计审查前准备好。一个关键的要求是仿真时间:仿真器必须能够在不到10分钟运行15天的任务,以使设计人员能够运行大量有代表性的模拟的。

空中客车公司防务和航天工程师开发用于模拟JUICE科学数据的事件驱动模型使用SimEvents流。

他们创造了三个离散事件组件块:一个设备块模式仪器的行为,一个SSMM目录管理块车型目录管理逻辑,下行带外管理块模式传输的控制逻辑。

这些块具有操作建筑师可以调整探索各种构造和模拟场景参数。参数包括仪器的错误率的数量,流的每个仪器的数量,目录,目录大小和优先事项的数量,和下行链路的传输速率和。

该小组从包括10块的设备,一个SSMM目录管理器块,和两个下行链路带外管理块,一个为Ka波段,一个用于X波段传输的各个组件块组装的参考系统模型。

实施团队开发了使用SimEvents DES块模拟器。他们建立与MATLAB应用程序设计的图形界面很容易让操作建筑师和其他用户配置和运行仿真和分析结果。

操作建筑师用这种离散事件模型来模拟代表任务的情景,并进行假设分析各种系统配置的分析。

由于其与果汁项目事件驱动模型正经历,空中客车公司防务和航天工程师已经开发了类似的模型内部项目,以验证新的作战概念。

结果

  • 仿真速度要求超出。“我们的要求说,操作建筑师们能在不到10分钟,以模拟15天的任务,” Cortier说。“果汁模型,我们开发了仿真时间小于5分钟,这样的任务,这要归功于我们与SimEvents工作“。
  • 在开发时间减少30%启用。“我们开发我们的初始模型和用户界面在几个星期内,” Cortier说。“在即将开展的项目,我们希望能够通过约30%是通过我们的用户界面的重用和直接从UML模型生成MATLAB代码,以缩短开发时间。”
  • 关键任务的情景模拟。“谁使用我们的SimEvents模型及其MATLAB接口的操作建筑师告诉我们,他欣赏能力的具体问题快速运行模拟的代表,” Cortier说。“该模式已经被使用在多种情况,并帮助有效载荷器械管理者都更好地理解JUICE数据存储和下行链路系统,并调整配置参数,他们负责。”