加速软件控制复杂发射器上的发展阶段任务包括卫星有效载荷的态度后分开ESA启动车辆
使用基于模型的设计开发控制器模型和多畴的物理模型,为公益诉讼运行闭环仿真,并生成代码的测试
“基于模型设计繁殖能力的范围,我作为一个工程师。作为一个个体控制工程师之前的我也能做了少量的工程师,因为我可以自己创建和模拟多畴的模型。我没有我周围的墙了;我能更好的交流和跨学科的贡献。”
汉斯•斯特拉赫空客的主仆
推进剂在旋转运动上阶段在46岁,350年,600秒。350秒后分布变得不均匀。
欧洲航天局(ESA)发射器时,如阿丽亚娜5或织女星,提供其卫星有效载荷送入轨道,姿态控制系统(ACS)控制,将有效载荷,并且命令上的分离阶段的发射器。除了定位卫星,ACS必须识别和管理问题与分离过程中,推进剂的晃动,和广泛的潜在的硬件故障。
ESA的将来发射器预备课程(FLPP)评估新技术,增加发射能力在降低成本。特殊FLPP项目致力于开发一个舞台上姿态控制和设计框架(USACDF)实施未来复杂轨道的发展任务。该框架是使用基于模型的设计和MATLAB开发的®和仿真软万博1manbetx件®,包括多畴的分离机制的物理模型,thermodynamics-based推进,和CFD-based油箱液体晃动,使闭环系统级仿真的控制软件在正常运行和故障条件下。
“过去,很难控制工程师之间切换和集成领域特定的流体力学,力学,热,推进,和其他学科,“Samir Bennani说,ESA制导导航和控制系统工程师。“基于模型的设计使我们能够跨越多个学科和对整个过程使用一个环境,从跟踪规范设计通过与processor-in-the-loop验证测试。”
当发射器上的载荷分离阶段,即使是很小的失败可能会导致意外的事件。破碎的春季或处于烟火紧固件,例如,可以将有效载荷送入计划外旋转。在过去,一个单独的工程集团分析力学和分离提供了控制工程师以书面结果。
ESA和空客想和一个物理模型模拟分离失败为了测试控制器检测失败和采取纠正措施的能力。他们还需要模拟推进剂晃动,在管道泄漏,阀门,和一系列其他的缺点。此外,他们想要运行的优化来确定故障发生的最糟糕的系统的性能。
ESA和空客工程师试图测试他们尽早控制算法在飞行计算机硬件的发展。作为控制算法变得复杂起来,他们推动处理器性能的限制和其他计算资源。工程师需要验证算法性能和资源利用率代表飞行计算机控制器设计时,当它将容易纠正问题。
ESA和空客工程师使用基于模型的设计与MATLAB和Simulink创建USACDF,使闭环仿真和验证控制算法的物理模型。万博1manbetx
在仿真软件工作,工程师万博1manbetx们能够弥补推进剂的动态不平衡分布不均造成的。他们工厂模型耦合的计算流体动力学(CFD)求解分析推进剂晃动的影响通过闭环模拟。
使用仿真软件万博1manbetx设计优化™他们进行优化,找到最坏的情况确定值的分离过程质量,重心偏移,和其他系统的不确定性,最大化系统的指向误差。
任务和车辆管理状态机在Stateflow发达®模型的序贯决策逻辑正常操作和故障模式。
团队将评论添加到模型中,并使用仿真软件需求™模型元素链接到系统需求定义在一个微软万博1manbetx®词®文档。之后,该团队使用仿真软件报告生成器™创建文万博1manbetx档,将评论,相关要求,仿真结果为每个需求。
工程师使用Simscape多体™创建一个三维机械模型的分离机制和Simscape液体™模型的管道和阀门低温气体和肼推进器。Simscape模式包括管道泄漏,阀门,和其他故障分离。这使他们能够行使控制算法更完全。
使用嵌入式编码器®,他们从控制器模型,生成的C代码和运行时错误检查代码使用Polyspace错误发现者™。与software-in-the-loop测试验证该代码后,该团队使用它在dSPACE进行实时测试®硬件,后来processor-in-the-loop(公益诉讼)测试ESA LEON2处理器。
结果USACDF构建示威者用于复杂的轨道维修任务操作的概念。
