Utilizzo di MATLAB e Simulink per sistemi marittimi di superficie

La progettazione Model-Based favorisce la collaborazione tra progettisti navali, ingegneri di controllo e di elaborazione dei segnali e integratori di sistemi. MATLAB e Simulink supportano lo sviluppo dei workflow di ingegneria digitale per:

  • Eseguire valutazioni comparative a livello di sistema per migliorare efficienza e prestazioni
  • Sviluppare gemelli digitali per piattaforme di superficie, subacquee e terrestri
  • Integrare modelli basati sulla fisica con i dati dei sensori per la manutenzione predittiva
  • Utilizzare tecniche avanzate di elaborazione dei segnali e intelligenza artificiale per analizzare dati marittimi reali
  • Testare algoritmi su hardware in tempo reale
  • Garantire che i progetti rispettino gli standard industriali attraverso le pratiche della progettazione Model-Based

“Gli ingegneri della simulazione hanno prodotto una descrizione testata di alto livello del codice C (il modello Simulink) che gli ingegneri software hanno poi utilizzato per generare il codice dell’applicazione. Senza gli strumenti MathWorks non credo che saremmo riusciti a completare il trainer con così poche risorse.”


Dinamica e controlli delle piattaforme

La progettazione delle piattaforme marittime comprende la dinamica delle imbarcazioni, i requisiti di missione e le condizioni operative. MATLAB e Simulink offrono un ambiente completo per:

  • Modellare l’idrodinamica e sviluppare sistemi di controllo
  • Simulare il comportamento in mare, le manovre e gli scenari di missione
  • Ottimizzare la pianificazione delle missioni e il consumo di carburante
  • Testare i progetti con simulazioni Environment-In-the-Loop a circuito chiuso

Propulsione ed elettrificazione

Modella e valuta i sistemi di propulsione e di alimentazione marittima con MATLAB e Simulink per:

  • Creare modelli multidominio che includono azionamenti elettrici, elettronica di potenza, batterie, celle a combustibile e componenti meccanici di propulsione
  • Modellare i sistemi di accumulo energetico e le trasmissioni ibride per ottimizzare efficienza del carburante, emissioni e affidabilità
  • Condurre test Hardware-In-the-Loop (HIL) e di ottimizzazione del progetto prima della realizzazione dei prototipi fisici
  • Verificare le prestazioni dei controller in diversi scenari operativi mediante test HIL

Navigazione, sensori e consapevolezza situazionale

Sviluppa funzionalità avanzate di rilevamento e percezione per sistemi marittimi con MATLAB e Simulink per:

  • Modellare sensori, tra cui IMU, GPS, radar, sonar, sistemi di comunicazione, phased array, DVL e altri
  • Fondere dati provenienti da più sensori utilizzando tecniche di stima dello stato per garantire navigazione affidabile e consapevolezza situazionale
  • Sfruttare librerie integrate per fusione di sensori, localizzazione, mappatura e tracking
  • Elaborare segnali radar e sonar per il rilevamento e il tracking di bersagli

Autonomia e IA

Sviluppa e valida architetture di autonomia per piattaforme marittime utilizzando MATLAB e Simulink per:

  • Modellare e simulare scenari di sistemi autonomi che includono piattaforme, traiettorie, percorsi, sensori e ambienti complessi
  • Modellare algoritmi di pianificazione di percorsi basati su caratteristiche di movimento variabili
  • Creare modelli di riconoscimento dei bersagli e previsione del comportamento basati su IA utilizzando il Deep Learning
  • Distribuire algoritmi di autonomia su hardware
Vista annotata nella fase finale di uno scenario, che mostra le difficoltà del tracking basato su rilevamenti solo angolari.

Diagnostica e gestione delle condizioni operative

Sviluppa workflow di monitoraggio delle condizioni operative basati su dati e modelli fisici per sistemi marittimi con MATLAB e Simulink per:

  • Acquisire, organizzare, pulire ed elaborare set di dati complessi
  • Diagnosticare e prevedere guasti nei sistemi di bordo
  • Modellare algoritmi di monitoraggio delle condizioni operative per scafo, propulsione e sistemi elettronici
  • Pacchettizzare l’analisi in componenti software o codice sorgente incorporabile senza riscrivere manualmente gli algoritmi
Diversi segnali elettrici e di vibrazione di un sistema a motore CA visualizzati nell’app Diagnostic Feature Designer.

Conformità agli standard e distribuzione sicura

Automatizza lo sviluppo software e assicura la conformità per sistemi marittimi mission-critical utilizzando MATLAB e Simulink per:

  • Generare codice C/C++, HDL e GPU dai modelli Simulink per sistemi marittimi mission-critical
  • Eseguire verifiche statiche e dinamiche del codice
  • Gestire, misurare e monitorare la qualità del software lungo l’intero ciclo di sviluppo
  • Rispettare gli standard industriali per software e sistemi, come DO-178C, DO-254 e ARP 4754, attraverso la progettazione Model-Based
Dashboard che mostra le metriche di qualità del software per un progetto.

Prodotti

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