“金宝appSimulink、Simscape Multibody和Simulink Coder使我们能够自动从MRO车辆的精确CAD模型转换为实时运行的C代码。”
吉姆·查普尔，洛克希德·马丁太空系统公司的
火星上的水能持续足够长的时间来提供一个能够维持生命的环境吗？2006年，当火星勘测轨道器（MRO）开始向科学家们发送高分辨率图像和其他数据时，科学家们金宝app将更接近于回答这个问题。这些图像和数据是由有史以来发送到这颗红色星球的最先进的仪器和相机收集的。
为了提供一个稳定的平台，以获得前所未有的清晰图像，洛克希德·马丁空间系统公司使用MathWorks工具进行基于模型的设计，开发了一个制导、导航和控制（GN&C）系统，以同时将高增益天线对准地球，用太阳能电池板跟踪太阳以收集能量，并使相机朝向火星表面特征。
洛克希德·马丁空间系统公司首席姿态控制工程师吉姆·查普博士说：“MRO设计基于一个用MathWorks工具编写的模块库，自20世纪90年代火星全球探测者计划以来，我们一直在改进该库。”。“我们可以放心地在项目上重用经过验证的模块，这在降低开发成本方面是一大优势。”
MRO相机的表面分辨率只有25厘米，可以探测火星表面篮球大小的物体。为了支持这种高分辨率成像，MRO的GN&C系统必须提供极其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。金宝app
为了验证控制设计，MRO团队需要开发航天器的精确模拟。“因为MRO是一个多体系统，所以为MRO的动力学写出封闭形式的方程是非常复杂的。为了进行有效的模拟，我们需要自动化这些运动方程的开发，”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，该模型来源于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，该系统整合了来自传感器的输入，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来指向航天器及其附件。
在过去几年中，该团队使用了Simulink和Simscape Multibody™ 为航天器执金宝app行器、传感器、控制算法和飞行器动力学组装一个模型库。他们利用这个库快速开发了MRO航天器的高保真模型，包括柔性和燃料晃动模式。由于MRO航天器模型和控制器模型都在Simulink中，因此团队高效地模拟了控制系统，并确定了各种任务阶段和操作场景的数千个控制参数。在Simulink中开发的控制参数直接加载到航天器参数数据库中。
洛克希德·马丁公司的工程师还使用Simulink、Simscape Mu金宝appltibody和Simulink Coder™开发轨道飞行器试验台(OTB)，用于MRO的实时、半实物(HIL)仿真。工程师在发射前使用OTB HIL测试来验证飞行软件，并在操作期间继续使用OTB来验证所有命令和序列。
该团队已经在MSC中自动化了机械模型的生成过程。ADAMS从CAD模型。由于ADAMS中对身体、关节和坐标系统的标准多体动力学描述与Simscape multibody的建模描述相匹配，洛克希德·马丁公司很容易通过Simscape multibody将ADAMS模型转化为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，以在OTB HIL测试中实现高保真的动态模型。
在七个月的火星之旅和整个任务期间，洛克希德·马丁公司的工程师使用OTB验证GN&C性能。该团队也在使用信号处理工具箱™ 分析来自MRO上进行的校准和抖动测试的加速度计数据。
以天为单位的航天器指向仿真. Chapel说：“使用MathWorks工具和我们的库模块，我们可以在不到一周或几天的时间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初始模型所作的原始估计范围内。”。“这些库加快了我们的开发进度，并为我们提供了对最终结果的高度信心。”
组织间沟通得到改善．查普尔报告说:“因为我们都在使用MathWorks工具，所以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。”
自动生成的高效代码. Chapel指出：“使用Simscape Multibody金宝app和Simulink Coder自动化OTB HIL仿真的开发过程，使我们能够生成高保真仿真，所需的10毫秒OTB HIL仿真帧不到1毫秒。”。
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