应用技术Associates设计光学惯性参考单元为NASA戈达德太空飞行中心

挑战

开发一个光学惯性参考单元,可以点和稳定系统视距

解决方案

使用MathWorks工具模型和模拟单元,生成C代码,在实时硬件上运行代码,分析数据

结果

  • 实现的一致性模型和分析
  • 拯救了超过250000美元的开发成本
  • 快速比较和优化设计

“与MathWorks工具,我们消除了扔我们的算法设计为我们的软件工程师来解释在墙上。仿真软件编码器和实时金宝app仿真软件,我们可以实时生成并运行相同的代码,我们开发了仿真软件在仿真方面。”

丹•Eckelkamp-Baker应用技术伙伴
光学惯性参考单元。

表面和火星轨道探险家向地球发送数据通过卫星射频(RF)通信。然而,在这样的长距离传输数据使用射频通信非常缓慢。光学激光通信有可能直接通信光束更准确地说,在使用更少的功率和传输更多的数据更快。

传感器制造商应用技术协会(ATA)开发了一个光学惯性参考单元(电位)的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的点激光光学仪器准确而拒绝干扰视线。使用MathWorks工具,ATA评估和优化其电位设计,减少开发时间六个月。

“MathWorks工具是很多比手工编码更快、更灵活,”Dan Eckelkamp-Baker说,高级工程师和控制铅在ATA光学惯性参考单元。“我们已经能够减少错误和耗时的测试和软件调试。

挑战

干扰光学仪器的视线往往产生在乐器。小角度偏离乐器的振动,当长距离使用时,导致光束的重要运动。当一束激光仪器分回地球,这些偏差可以极大地误导,导致数据传输问题。

样品和纠正偏差的视线,ATA需要创建一个电位,类似于一个固定的恒星。这个引用会使他们能够检测并纠正内部抖动来源,支持提高指向精度和精度。金宝app

对于以前的项目,ATA控制工程师使用开发语言的结合各个阶段的设计过程。这导致缺乏一致性的控制设计模型,仿真和实时代码运行在硬件上。

“我们没有时间来调试、测试和验证各种开发语言,“Eckelkamp-Baker解释道。“我们需要知道,我们设计的算法实际上可以在实时运行。”

解决方案

只有两个工程师,ATA MathWorks工具模型使用电位,包括执行机构、平台动力学和传感器。他们用仿真软件编码器金宝app™和仿真软件实时™立即实时硬件上测试他们的控制设计。

控制工程师使用仿真软件金宝app®开发基于第一原理的系统模型。从理想化的模型,模拟运动传感器和执行器的动态移动光学平台和取消振动。他们用MATLAB®这些模型线性化控制器设计。

与MATLAB仿真软件,工程师应金宝app用平衡和数值调节功能和模块以减少动态模型子系统之前执行的顺序控制系统的设计。

使用信号处理工具箱™,他们执行的频率和时域分析来评估模型的性能。然后他们使用控制系统工具箱™探索不同的控制技术,性能参数和仿真软件评价模型。金宝app

接下来,工程师使用DSP系统工具箱™构建信号模型。他们使用分析器模型在仿真软件来识别性能瓶颈。金宝app金宝app仿真软件设计优化™和优化工具箱™使他们能够改进他们的过滤器和控制器性能的优化。

最后,ATA用仿真软件编码器自动生成金宝appC代码的仿真软件模型。他们跑的代码为每个测试使用实时仿真软件,实时桌面PC上运行,包括三个通用标准PCI-ADADIO董事会金宝app。16个模拟输入通道都致力于运动传感器输入,4个驱动器电流测量,和4个laser-scoring传感器的测试系统。ATA工程师使用四个模拟输出驱动致动器,和24个数字输出设置PGA收益为他们定制的电子产品。

“使用仿真软件金宝app实时是那么容易,”Eckelkamp-Baker解释道。“你刚才设置的参数,创建代码,并运行在桌面PC。”

ATA的最后阶段测试的第一代电位NASA戈达德。

结果

  • 实现的一致性模型和分析。“我们运行的脚本,对数据分析的仿真模型是一样的那些我们从实时仿真软件对实际运行数据,“Eckelkamp-Baker说。金宝app“这是难以置信的精确的模型和性能预测结果如何。”

  • 拯救了超过250000美元的开发成本。“如果我们没有使用仿真软件编码器和实时金宝app仿真软件,它会添加另一个六个月到一年的时间我们的项目进度,“Eckelkamp-Baker解释道。“我们使用MathWorks工具节省超过250000美元。”

  • 快速比较和优化设计。“我们使用过滤器和控制器的设计方法并比较它们的性能,”Eckelkamp-Baker说。“使用仿真软件金宝app和实时仿真软件,我们改变了从古典设计了新的实时状态方程设计和测试几分钟。”