MATLAB e Simulink per i sistemi spaziali

MATLAB e Simulink forniscono agli ingegneri aerospaziali funzionalità per velocizzare il processo di sviluppo e migliorare la comunicazione tra i team. Con MATLAB e Simulink è possibile svolgere le seguenti attività:

  • Eseguire la validazione della missione in base ai requisiti nel dominio del tempo
  • Eseguire simulazioni Monte Carlo a livello di sistema con modelli di veicoli spaziali multidisciplinari
  • Eseguire indagini commerciali per il dimensionamento dei veicoli spaziali e la selezione di hardware
  • Analizzare la telemetria dei veicoli spaziali e i dati di playload
  • Progettare algoritmi di guida, navigazione e controllo (GNC) dettagliati
  • Modellare sottosistemi di energia fotovoltaica (PV) e progettare componenti di elettronica di potenza
  • Analizzare sottosistemi di comunicazione digitali e in RF e distribuire gli algoritmi su FPGA
  • Generare codice C e C++ embedded seguendo gli standard del settore spaziale
  • Eseguire la verifica e la validazione del software di volo

"Grazie a MATLAB il nostro team è riuscito ad accelerare lo sviluppo e il debug di algoritmi OpNav molto precisi. Nella missione OSIRIS-REx, ad esempio, gli algoritmi di centratura erano precisi entro i 30 centimetri o circa entro lo 0,06% del diametro dell'asteroide, superando in modo significativo la precisione prevista dal Concept of Operations (ConOps) di navigazione della missione."

Progettazione Model-Based per sistemi di controllo spaziale

Scopri come iniziare e semplificare l’acquisizione, la progettazione, l’implementazione e il test dei requisiti.

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Guida, Navigazione e Controllo (GNC)

Con MATLAB e Simulink, è possibile testare gli algoritmi di controllo con modelli d'impianto prima dell'implementazione, in modo da realizzare progettazioni complesse senza usare prototipi costosi. È possibile fare progetti per più configurazioni fisiche, come l'architettura bus comune di un progetto di satellite. In un unico ambiente, è possibile svolgere le seguenti attività:

  • Creazione e condivisione di modelli GNC
  • Integrazione e simulazione di effetti a livello di sistema dei controlli e delle modifiche di progettazione meccaniche
  • Riutilizzo automatico del codice di volo generato e dei casi di test
  • Integrazione di strumenti e progetti legacy in progetti nuovi
Guida, Navigazione e Controllo (GNC)

Sistemi di alimentazione

Sistemi di alimentazione

È possibile utilizzare MATLAB e Simulink per attività quali l'esecuzione di simulazioni per le analisi del profilo di missione, la previsione dell'impatto dell'invecchiamento delle batterie sul sistema e la realizzazione di progettazioni dettagliate dei componenti elettrici, come i convertitori CC-CC.

Con MATLAB e Simulink è possibile modellare rapidamente i componenti elettrici e i sistemi, come gli array solari e i regolatori di tensione, utilizzando i blocchi forniti, oppure è possibile creare dei blocchi personalizzati nel momento in cui il progetto lo richiede. È possibile poi simulare il modello per risolvere i complessi sistemi di equazioni sottostanti senza scrivere codice di basso livello e visualizzare immediatamente i risultati. È inoltre possibile includere gli effetti termici e di assetto nei modelli, in modo da eseguire una simulazione multidominio in un unico ambiente.


Sistemi di comunicazione

È possibile utilizzare comunemente MATLAB e Simulink come ambiente di progettazione per sviluppare, analizzare e implementare sistemi di comunicazione per veicoli spaziali. È possibile modellare e visualizzare orbite satellitari ed eseguire l'analisi dei collegamenti e i calcoli di accesso. MATLAB e Simulink ti aiutano a prototipare elementi di catena di segnali tra cui RF, antenne ed elementi digitali e a combinare il lavoro di più team in un modello eseguibile a livello di sistema.

È possibile analizzare le imperfezioni a livello di sistema ed esaminare gli scenari what-if difficili da produrre in laboratorio. Man mano che il progetto si sviluppa, è possibile generare automaticamente codice C per i processori embedded o codice HDL per gli FPGA.

Sistemi di comunicazione

Ingegneria dei sistemi

Ingegneria dei sistemi

System Composer consente di creare architetture spaziali e di sistemi terrestri, definire le interfacce ed eseguire indagini commerciali per valutare i progetti. È possibile stabilire la tracciabilità tra diversi livelli di requisiti e di architetture e gestire l'assegnazione dei requisiti.

È possibile inserire modelli eseguibili nell'architettura con MATLAB e Simulink per propagare e visualizzare le orbite satellitari e delle costellazioni ed eseguire l'analisi delle missioni come il calcolo dell'accesso alla linea di vista. È inoltre possibile aumentare la fedeltà dei comportamenti del sistema sottostante con modelli eseguibili di veicoli spaziali e sistemi di terra multidominio per la verifica e la validazione dei requisiti, generando informazioni utili sulle prestazioni e sul comportamento a livello di sistema che non sarebbe possibile ottenere solo tramite analisi statiche.

Con il progredire della progettazione di sistema, è inoltre possibile affinare il modello di architettura mappando i requisiti su casi di test e misurando automaticamente la loro copertura nel momento in cui vengono eseguiti i casi di test. System Composer consente di stabilire la tracciabilità tra diversi livelli di requisiti e di architetture, monitorare l'implementazione dettagliata dei requisiti nel progetto e tenere traccia dei requisiti nel codice sorgente generato automaticamente. È inoltre possibile creare report personalizzati e automatizzati per la documentazione e i test del progetto.


Ingegneria dei software spaziali

Con MATLAB e Simulink, è possibile automatizzare i workflow di progettazione rimanendo conformi ai vari standard spaziali. È possibile generare e testare automaticamente il codice C e C++ dai modelli sia per la modellazione degli impianti sia per i software di volo. È possibile generare report e artefatti di software in tutte le fasi, compresi documenti, metriche e requisiti di progettazione.

Ingegneria dei software per la conformità agli standard spaziali

Applicazioni e argomenti correlati

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