Anwenderberichte.

洛克希德Martin Space Systems使用实时模拟器来自动化火星侦察轨道器开发

挑战

为火星侦察轨道器开发制导、导航和控制系统

解决方案

使用MathWorks工具加速控制设计并自动开发精确、实时的航天器仿真

结果

  • 航天器指向模拟在天中建模
  • 整营通信改善
  • 自动生成的高效代码

“万博1manbetxSimulink,Simscape Multibody和Simulink编码器使我们能够自主地从MRE车辆的准确CAD模型到实时运行的C代码中。”

吉姆·查普,洛克希德·马丁航天系统公司
火星侦察轨道器的艺术家表演(图片由美国宇航局提供)。

Mars上的水是否足够长,以提供能够支持生活的环境?万博1manbetx2006年,科学家们将更接近回答当火星侦察轨道(MRO)开始向他们发送高分辨率图像和最先进的仪器和曾经发送到红色星球的摄像机收集的其他数据时的问题。

提供一个稳定的平台,用于获得具有前所未有的清晰度的图像,洛克希德Martin Space Systems公司使用了基于模型的设计的Mathworks工具,以开发指导,导航和控制(GN&C)系统,同时将高增益天线对齐地球,轨道与太阳能电池板的阳光收集电源,并将相机朝向火星上的表面特征。

“MRO设计基于用MATHWORKS工具编写的模块库,自20世纪90年代MARS全球测量师计划以来一直在不断发展,”洛克希德Martin Space Systems Company公司的首席态度控制工程师吉姆教堂。“我们可以自信地重用项目的验证模块,这在降低开发成本方面是一个很大的优势。”

挑战

表面分辨率小至25厘米,MRO相机可以检测到火星表面上篮球的尺寸。为了支万博1manbetx持这种高分辨率成像,MRO的GN&C系统必须提供极其准确和稳定的相机平台,同时不断重新定位其太阳能电池板和三米,高增益天线。

为了验证控制设计,MRO团队需要对航天器进行精确的模拟。“为MRO的动力学编写封闭式方程极其复杂,因为它是一个多体系统。我们需要自动开发这些运动方程,以便进行有效的模拟,”Chapel博士解释道。“我们希望使用可重复、可靠和自动化的过程,将CAD软件开发的航天器机械模型转换为精确的机械动力学模型。”

解决方案

洛克希德·马丁公司的工程师使用MathWorks工具设计和模拟MRO的GN&C系统,并自动开发航天器的实时仿真模型,该模型源自CAD机械模型。

该团队使用MATLAB和Simulink为MRO的万博1manbetxGN&C系统开发了算法和相关参数,该系统集成了来自传感器的输入,包括惯性测量装置、星体跟踪器和太阳传感器,并驱动反作用轮和万向节指向航天器及其附件。

在过去几年中,该团队使用了Simulink和Simscapy Multibody™来组装用于航万博1manbetx天器执行器,传感器,控制算法和车辆动态的模型库。他们使用这个库来快速开发MRO SpaceCraft的高保真型号,包括柔性和燃料钢板模式。由于MRO SpaceCraft模型和控制器模型在Simulink中,该团队有效地模拟了控制系统,并为各种任务阶段和操作场景确定了万博1manbetx数千个控制参数。Simulink中开发的控制参数直接加载到航天器参数数据库中。万博1manbetx

洛克希德·马丁公司的工程师还使用了Simulink、Simscape多体万博1manbetx和Simulink编码器™ 开发用于MRO实时半实物仿真的轨道器试验台(OTB)。工程师使用OTB HIL测试在发射前验证飞行软件,并继续使用OTB验证运行期间的所有命令和序列。

该团队已在MSC.ADAMS中从CAD模型自动生成机械模型。由于ADAMS中对身体、关节和坐标系的标准多体动力学描述与Simscape多体的建模描述相匹配,洛克希德·马丁公司通过Simscape多体将ADAMS模型转换为Simulink。然后,他们使用Simulink编码器从Simulink模型自动生成C代码,以在OTB HIL测试中实现高保真动力学模型。万博1manbetx

在七个月到火星和整个任务之旅中,洛克希德马丁工程师使用OTB验证GN&C的性能。该团队还使用信号处理工具箱™来分析来自MRO在板上进行的校准和抖动测试的加速度计数据。

结果

  • 航天器指向模拟在天中建模。“使用MathWorks工具和我们的图书馆模块,我们可以在不到一周或几天内构建一个合理准确的航天器仿真模型。MRO的稳定性和指向能力在使用我们的初始模型进行的原始估计中,“教堂说。“这些图书馆加速了我们的发展计划,并为我们提供了高度信心的最终结果。”

  • 整营通信改善Chapel报告说:“因为我们都在使用MathWorks工具,我们可以与我们的主要客户NASA喷气推进实验室交换模型和分析工具。”。

  • 自动生成的高效代码。“使用Simscape Multibody和Simulink万博1manbetx编码器自动化开发OTB HIL仿真的过程,使我们能够产生高保真仿真,要求低于10毫秒OTB HIL仿真框架,”注意事项。

s manbetx 845使用的产品

您是否需要参加一个项目

Treten Sie dem客户参考计划bei