“金宝app通过Simulink、Simscape Multibody和Simulink编码器，我们能够自动将MRO飞行器精确的CAD模型转换为实时运行的C代码。”
吉姆·查普尔，洛克希德·马丁太空系统公司
火星上的水是否存在了足够长的时间以提供一个能够维持生命的环境?金宝app到2006年，当火星勘测轨道飞行器(MRO)开始向科学家们发送高分辨率的图像和其他数据时，科学家们将接近这个问题的答案。这些图像和数据是有史以来最先进的仪器和相机收集到的。
提供一个稳定的平台获取图像以前所未有的清晰,洛克希德马丁空间系统公司MathWorks工具用于基于模型的设计开发指导、导航与控制(GN&C)系统同时使高增益天线向地球,跟踪太阳的太阳能电池板收集能力,并使摄像机在火星表面特征。
洛克希德·马丁空间系统公司的首席姿态控制工程师吉姆·查普尔博士说:“MRO的设计是基于一个用MathWorks工具编写的模块库，自20世纪90年代火星全球勘测者计划以来，我们一直在发展。”“我们可以自信地在项目中重用已验证过的模块，这在降低开发成本方面是一个很大的优势。”
火星探测器的表面分辨率只有25厘米，可以探测到火星表面篮球大小的物体。为了支金宝app持如此高分辨率的成像，MRO的GN&C系统必须提供一个非常精确和稳定的摄像平台，同时不断重新定位其太阳能电池板和三米高增益天线。
为了验证控制设计，MRO团队需要对航天器进行精确的模拟。“由于MRO是一个多体系统，因此写出其动力学的封闭形式方程是极其复杂的。我们需要自动开发这些运动方程，以进行有效的模拟，”查普尔博士解释道。“我们希望通过可重复、可靠和自动化的过程，将用CAD软件开发的航天器机械模型转化为精确的机械动力学模型。”
洛克希德·马丁公司的工程师使用MathWorks工具为MRO设计和模拟GN&C系统，并自动开发航天器的实时仿真模型，该模型源自CAD机械模型。
该团队使用MATLAB和Simulink为MRO的金宝appGN&C系统开发算法和相关参数，该系统包含来自传感器的输入，包括惯性测量单元、恒星跟踪器和太阳传感器，并驱动反作用轮和万向节指向航天器及其附件。
在过去的几年中，该团队已经使用Simulink和Simscape Multibody™来组装一金宝app个航天器执行器、传感器、控制算法和飞行器动力学模型库。他们利用这个库快速开发了MRO航天器的高保真模型，包括弯曲和燃料晃动模式。由于MRO航天器模型和控制器模型都在Simulink中，该团队有效地模拟了控制系统，并为不同的任务阶段和操作场景确定了数千个控制参金宝app数。在Simulink中开发的控制参数直接加载到航天器参数数据库中。金宝app
洛克希德·马丁公司的工程师还使用Simulink、Simscape多体和金宝appSimulink编码器™开发轨道飞行器试验台(OTB)，用于MRO的实时、硬件在环(HIL)仿真。工程师使用OTB HIL测试在发射前验证飞行软件，并继续使用OTB在操作期间验证所有命令和序列。
该团队在MSC中将机械模型生成过程自动化。来自CAD模型的ADAMS。由于ADAMS中对体、关节和坐标系的标准多体动力学描述与Simscape多体建模描述相匹配，洛克希德·马丁公司很容易通过Simscape多体将ADAMS模型转换成Simulink。金宝app然后他们使用Simulink 金宝appCoder从他们的Simulink模型中自动生成C代码，在OTB HIL测试中实现高保真动力学模型。
在7个月的火星之旅和整个任务中，洛克希德·马丁公司的工程师使用OTB验证GN&C的性能。该团队还使用信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)来分析来自MRO上校准和抖动测试的加速度计数据。
航天器指向模拟在天。“使用MathWorks工具和我们的库模块，我们可以在不到一周或几天内建立一个相当精确的航天器指向仿真模型。MRO的稳定性和指向能力在使用我们的初始模型所做的最初估计范围内，”Chapel说。“这些图书馆加速了我们的开发进度，并为我们提供了对最终结果的高度信心。”
Interorganization沟通改进。“因为我们都在使用MathWorks工具，我们可以与我们的主要客户NASA喷气推进实验室交换模型和分析工具，”Chapel报告说。
自动生成高效代码。“使用Simscape Multibody和Simulink金宝app Coder来自动化开发OTB HIL仿真的过程，使我们能够生产出10毫秒OTB HIL仿真帧中不到1毫秒的高真度仿真，”Chapel指出。
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