加快控制复杂发射装置上一级任务的软件开发，包括卫星有效载荷从欧空局运载火箭分离后的姿态
使用基于模型的设计开发控制器模型和多领域物理模型，运行闭环仿真，生成PIL测试代码
“基于模型的设计扩大了我作为工程师的能力范围。作为一个独立的控制工程师，我可以做以前只有少数工程师才能做的事情，因为我可以创建和模拟我自己的多领域模型。我身边不再有一堵墙;我能够更好地进行跨学科交流并做出贡献。”
Hans Strauch，空客D&S
推进剂在旋转上一级的运动速度分别为46、350和600秒。350秒后，分布变得不均匀。
当欧洲航天局(ESA)的发射装置，如阿丽亚娜5号或织女星，将其卫星有效载荷送入轨道时，姿态控制系统(ACS)负责控制、定位有效载荷，并指挥从发射装置的上层分离。除了定位卫星外，ACS还必须识别和管理与分离过程、推进剂晃动和大量潜在硬件故障相关的问题。
欧洲航天局未来发射器准备计划(FLPP)评估以降低成本增加发射器能力的新技术。一个专门用于开发上层姿态控制和设计框架(USACDF)的特殊FLPP项目已经就位，用于未来复杂轨道任务的发展。该框架采用基于模型的设计和MATLAB开发®和仿真软金宝app件®包括分离机制、基于热力学的推进和基于cfd的油箱流体晃动的多域物理模型，实现了控制软件在正常运行和故障条件下的闭环、系统级仿真。
“过去，控制工程师很难在特定领域的流体动力学、力学、热学、推进和其他学科之间切换和集成，”欧洲航天局制导导航和控制系统工程师萨米尔·贝纳尼(Samir Bennani)说。“基于模型的设计使我们能够跨越多个学科，在整个过程中使用一个环境，从跟踪规格到设计，通过在环中测试的处理器验证。”
当一个有效载荷从发射装置的上层分离时，即使是一个小的故障也会引起意想不到的事件。例如，一个折断的弹簧或一个失效的烟火紧固件，可以使有效载荷进入一个计划外的旋转。过去，一个单独的工程小组分析分离力学，并向控制工程师提供书面结果。
欧空局和空客希望用物理模型模拟分离故障，以测试控制器检测故障和采取纠正措施的能力。他们还需要模拟推进剂晃动、管道泄漏、阀门卡住和一系列其他故障。此外，他们希望运行优化，以确定在出现错误时系统的最差性能。
欧空局和空客的工程师试图尽早在开发过程中在飞行计算机硬件上测试他们的控制算法。随着控制算法复杂性的增加，它们将推动处理器性能和其他计算资源的极限。在设计控制器时，工程师需要在一台具有代表性的飞行计算机上验证算法性能和资源利用率，这是最容易纠正问题的。
欧空局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与物理模型。金宝app
在Simulink中，金宝app工程师能够补偿推进剂分布不均匀造成的动态不平衡。他们将工厂模型与计算流体动力学(CFD)求解器耦合，通过闭环模拟分析推进剂晃动的影响。
他们使用Si金宝appmulink Design Optimization™进行了优化，通过识别质量、重心偏移和其他使系统指向误差最大化的系统不确定性的值，找到分离过程的最坏情况。
在statflow中开发了一个任务和车辆管理状态机®为正常操作和故障模式建立顺序决策逻辑模型。
该团队向模型添加了注释，并使用Simulink Requirements™将模型的元素链接到金宝appMicrosoft中定义的系统需求®词®文档。稍后，该团队使用Simulink Repo金宝apprt Generator™创建包含注释、链接需求和每个需求的模拟结果的文档。
工程师使用Simscape Multibody™创建分离机制的3D机械模型，并使用Simscape Fluids™创建冷气体和联氨推进器的管道和阀门模型。他们的Simscape模型包括管道泄漏、阀门卡住和其他分离故障。这使他们能够更完整地执行控制算法。
使用嵌入式编码器®，他们从控制器模型生成C代码，并使用Polyspace Bug Finder™检查代码的运行时错误。在用软件在环测试验证了这段代码后，该团队使用它在dSPACE上进行了实时测试®硬件和后期在ESA LEON2处理器上的处理器在环(PIL)测试。
由此产生的USACDF被用于构建复杂轨道服务任务操作概念的演示。
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