维珍轨道模拟Launcherone阶段分离事件

当LauncherOne的结构设计仍在开发中,哈维和他的团队必须占一个未知数量的分析分离事件,包括每个组件的质量特性以及气动和弹簧的力量和时间特征用于启动分色推动者。该团队需要运行数千个蒙特卡洛模拟，同时改变这些不确定参数的值，以确定一个特定的参数组合是否会导致碰撞。

使用需要如此多的模拟，该团队希望自动化模拟过程并在多个计算核心上同时运行模拟。通过其现有的仿真系统无法自动化或并行处理，团队开始寻找替代品。开源解决方案需要太长的才金宝搏官方网站能验证和定制，而定制的多体电动动力学仿真软件包过于昂贵且难以定制。

维珍轨道工程师使用Simulink和Simscape Multibody对LauncherOne阶段和有效载荷分离事件进行建模和仿真，使用并行计算工具箱™在多核处理器上并行运行仿真。金宝app

与Simscape M金宝appultibody一起工作，团队建造了由基本3D形状组成的初步模型，包括球形，锥体和气缸。

在这些早期仿真期间，它们使用了2D横截面和2D距离方程来测量间隙。然后，他们在Matlab中实施了Gilbert-Johnson-Keerthi（GJK）碰撞检测算法^®来计算三维物体之间的距离。该团队的实现基于从MathWorks File Exchange下载的算法。

接下来，该小组从他们的CAD软件中导出了结构组件的点云。他们创建了一个MATLAB应用程序，使用每个组件导出的数据在Simscape Multibody中创建一个等效的3D凸壳。

通过手动启动模拟验证模型后，该团队创建了第二个MATLAB应用程序，使用并行计算工具箱在多个处理核上自动化蒙特卡罗模拟。

这个应用程序从微软读取50到100个模拟参数，以及它们的值分布和限制^®excel.^®电子表格。然后，它运行多达1000个模拟，同时改变参数值，并保存结果——通常是几千兆字节的数据，以便在MATLAB中进行后处理。

在后处理期间，该团队检查任何模拟方案，其中组件在彼此的阈值距离中碰撞或传递，在Simsceive Multibody中使用Simscape Multibody中的Mechanice Explorer工具可视化组件的物理移动。

仿真结果将提供给维珍轨道硬件设计工程师以及制导、导航和控制(GNC)工程师，他们使用Simulink开发和模拟控制算法。金宝app

该团队目前正在努力模拟空调分离事件，该事件将包含一种空气动力和效果的模型。该团队还根据飞行硬件的楼层测试的结果来改进模型，以准备宇宙飞船的少女发布。

• 模拟完成了10倍。“通过Sim金宝appulink和Simscape Multibody，我们可以采用简化假设和并行处理来减少日期到几小时的模拟时间，”Harvey说。“同样重要的是，我们可以自动化模拟，以便它们在后台或一夜之间运行，并在早上等待我们等待我们的结果。”
• 模拟设置时间削减高达90%。哈维说:“每次模拟运行都需要设置50到100个变量。“我们使用MATLAB和Simulin金宝appk从电子表格中读取这些变量，这使得准备模拟变得容易，并将设置时间减少了5到10倍。”
• 根据仿真结果进行硬件设计。“我们使用了Simulink模拟的结果，以便金宝app在括号尺寸和几何形状的变化上通知决策，”Harvey说。“结果还有助于我们了解哪些公差可以松动，以简化制造，必须拧紧，以确保足够的分离间隙。”