用户故事

研究人员测试控制算法为NASA卫星领域基于MATLAB的仿真器

挑战

为调试和测试编队飞行提供一个平台,为卫星自主交会和对接算法

解决方案

使用MATLAB和Simuli金宝appnk仿真和三维可视化验证控制算法和评估测试结果国际空间站上

结果

  • 算法通过仿真验证
  • 实验结果在3 d可视化
  • 独特的教育机会打开

为NASA,发展卫星轨迹优化和控制相关算法和MATLAB工具箱是两倍与语言发展他们需要一切从头开始进行编码。

美国国家航空航天局的球体
自由漂浮的三个领域,国际空间站。

成功执行的航天器编队飞行等动作,对接,自动会合需要复杂的控制算法。测试在这些算法在实际操作条件国际空间站,科学家们使用同步位置,进行重新定位,实验卫星(球体)配备推进、传感器、通信和处理系统。

充分利用有限的测试时间在空间站,科学家首次调试和验证他们的算法使用模拟器开发的MATLAB在地上®和仿真软金宝app件®。因为大多数科学家开发算法的球体与MATLAB的经验,他们可以开始快速而方便地添加新功能的例子,来支持一个新的传感器或额外的硬件。金宝app

挑战

空间站的时间是一种宝贵的资源,因此,船员必须平衡研究必要的维护和操作活动。球实验通常安排在四个小时。安装和拆卸程序通常使用第一个和最后一个小时,只留下两个小时的实验。集团要充分利用有限的测试时间,使地面上的科学家和宇航员在空间站上通过仿真测试和调试算法。

直到最近,科学家依靠视频监控空间站实验。提供的低分辨率的视频只有一个角度来看,很难看出卫星在三维空间中移动。遥测数据,而有用的后处理分析,不是实时访问。该集团想地面使科学家和宇航员在空间站上可视化卫星运动从多个视点。

解决方案

科学家使用一种基于MATLAB和Simulink仿真器由金宝app美国宇航局艾姆斯研究中心来验证算法在测试之前他们登上国际空间站。他们想象球实验的结果使用仿真软件3 d动画™。金宝app

发达在麻省理工学院(MIT),球体模拟器使用MATLAB仿真软件,航空航天工具箱,航空航天Blockset™模型的动力学和运动三个球体卫星在微重力环境下的骨质流失。金宝app模拟器包括的子卫星的传感器,推进系统,一个使用红外线和超声波定位系统技术来确定卫星的位置在空间站测试区域。

使用模拟器,研究人员创建一个客科学家计划(GSP)模块,控制算法的实现在C / c++代码 不作任何修改就可以使用模拟器和球体上的处理器。模拟器访问C / c++代码通过MEX-file接口。科学家可以写GSP模块直接在C / c++或者开发在MATLAB仿真软件和使用嵌入式编码器金宝app®来生成C / c++代码。

研究人员通过模拟测试他们的控制算法。多的后处理结果使用MATLAB调试代码。

NASA艾姆斯研究团队曾与美国宇航局位于休斯顿的约翰逊空间中心安装MATLAB仿真软件,对空间站的笔记本电脑相关产品。下载188bet金宝搏金宝appMATLAB和Simu金宝applink通过了一项严格的安全、性能和可靠性评估,在空间站被批准使用。

球体的笔记本电脑接收遥测数据并生成3 d动画,使用MATLAB和Simulink的现场实验的3 d动画。金宝app空间站工作人员和研究人员在地面上可以控制这个动画,改变角度和其他参数,以便更好地可视化整个试验卫星的运动。

计划正在进行中使用MATLAB和Simulink对空间站笔记本电脑实时轨迹规金宝app划领域调查期间。

结果

  • 算法通过仿真验证。因为测试时间在空间站是有限的,NASA的科学家通过地面仿真测试和完善自己的想法。MATLAB和Simulink金宝app模型捕获所有卫星的相关特征及其环境,因此科学家们相信,如果代码在仿真工作将在真实世界的测试工作。

  • 实验结果在3 d可视化。以前,科学家们难以确定球卫星是否如预期的行为,因为他们只有模糊的视频。用MATLAB和Simulink金宝app仿真3 d动画,他们可以立即看到卫星的运动,并作出相应的改变。

  • 独特的教育机会打开。MATLAB和Simulink金宝app仿真器是至关重要的零机器人,高中生的竞争由麻省理工学院创建和模拟C算法来解决一个具体的挑战领域卫星。赢家的代码是用于住锦标赛由空间站的宇航员。