“MATLAB和Simulink的仿真对于评估可行性、评估金宝app广泛的设计权衡以及做出详细的设计决策至关重要——比如控制面和垂直尾翼的尺寸，这直接影响飞机的动力学和操纵质量。”
拉尔夫·保罗，阳光动力
“阳光动力”的目标是通过制造一架只使用太阳能进行环球飞行的飞机，来推广可再生能源的使用。太阳动力HB-SIA原型机向这一目标迈出了第一步，它只靠太阳能供电，不产生任何污染排放，连续飞行超过26小时。从HB-SIA吸取的经验教训正在应用于HB-SIB飞机，阳光动力计划在2015年使用该飞机进行环球飞行。
Solar Impulse的工程师使用了MATLAB®和仿真软金宝app件®进行先进的贸易研究，评估设计折衷和确定关键技术参数。在HB-SIA原型机的设计和建造过程中，他金宝app们使用MATLAB和Simulink对飞机动力学进行建模和仿真，并为飞行员培训制作飞行模拟器。
“MATLAB和Simu金宝applink使我们能够专注于高层次的建模和分析，而不是构建工具链或编写低级代码，”拉尔夫·保罗(Ralph Paul)说，他是太阳动力公司飞行动力学和飞行测试的负责人。“它们让我们能够快速构建原型并进行迭代，这对于像太阳能动力这样的首个项目来说至关重要。”
当“阳光动力”项目开始时，没有人知道是否能利用现有技术制造出一架能够昼夜飞行的太阳能飞机。第一个挑战是分析太阳能电池效率、电池性能、翼展、重量等关键因素，并进行权衡分析，以平衡收集太阳能和保持空气动力效率。
最初的贸易研究集中在一段时间内的性能，但需要在更短的时间尺度上进行分析，以评估飞行力学、空气动力学和飞行质量。HB-SIA原型机的设计和建造依赖于飞机的精确模拟。“阳光动力”的试飞员也是如此，他们需要一个飞行模拟器来复制“阳光动力”飞机的操纵性能和飞行动力学。
HB-SIA飞机在旧金山湾上空进行试飞。照片©Solar Impulse | Revillard | Rezo.ch
在HB-SIA原型机的研究、设计、开发和任务规划阶段，阳光动力工程师使用MATL金宝appAB和Simulink。
他们使用Simuli金宝appnk创建了飞机的系统模型，包括它的结构特性，以及它的关键子系统，包括锂聚合物电池。该模型的早期模拟表明，太阳能电池所需的区域需要80米长的机翼;该团队模拟和评估权衡，以确定最佳设计参数，使64米翼展。
然后，工程师们在Simulink中对飞机动力学建模，包括它的空气动力学特性、机械控制系统、电动机、螺旋桨金宝app和变速箱。模拟能够帮助团队验证并优化设计。
为了创建HB-SIA的飞行模拟器，该团队扩展了飞机动力学模型，添加了s功能以接受飞行员控制，并添加了X-Plane界面以进行视觉反馈。
该团队使用MATLAB为机载空气数据计算机开发算法，该计算机根据压力传感器数据计算空气速度和高度。MATLAB还被用于Omega仪器的原型算法，该仪器报告飞机的倾斜角度和飞行方向精确到一度。
使用Control System Toolbox™，团队评估了自动驾驶系统需求，并生成了Bode图来可视化系统行为。
在早期试飞后，工程师们用MATLAB分析了飞行数据。他们利用分析结果来完善飞机动力学模型，估计传感器误差，并改进空气数据计算机算法。
使用Polyspace®代码验证器，该团队分析了空气数据算法的C实现，并识别出潜在的运行时错误和不安全代码。
在HB-SIB飞机的开发中，阳光动力使用MATLAB和simulin金宝appk，并重复使用改进的HB-SIA模型。
早期制定关键的设计决策．“HB-SIA有两面体机翼，两端向上倾斜，”保罗说。“Simulink中的模拟使我们金宝app能够快速准确地确定角度，以平衡飞行质量、结构团队的要求和太阳能效率。”
重要的飞行员培训成为可能．“当飞行员转动轭架来执行一个转弯时，飞机的机头最初会向相反的方向移动10度，”保罗说。“我们的模拟预测到了这一点，但更重要的是，我们用Simulink构建的飞行模拟器使我们的飞行员能够学习如何管理这种违反直觉的行为，特别是在着陆的最后阶段。”金宝app
模型在整个开发过程中重用和共享．“我们在飞行模拟器中重新使用了我们的飞机动力学模型，在飞行计划中使用了系统模型，”Paul说。“与低级代码相比，Simulink框图更容易在我们的团队中重用金宝app和共享设计和想法。”
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