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设计具有精确操纵性的高性能电动船
控制算法测试和代码生成加速产品开发
Arc 是电动船技术领域的领先创新者，致力于设计高性能电动船舶，以改善水上体验，同时减少噪音污染和消除碳排放。与电动汽车和飞机不同，在这些领域中重量是一种劣势，而电动动力系统增加的质量反而有利于尾波运动。更深的船体能够产生更大、更稳定的浪花。水上运动爱好者通常需要通过手动加压舱来实现这一效果。Arc 的设计无缝集成了这一优势，优化了性能和效率。
尾流船需要精确的操纵性，无论是高速时控制尾流，还是低速时在狭窄空间内停靠和航行。Arc 的控制算法优化了推进和转向动力，确保在所有操作条件下平稳操控。
Arc 车辆控制团队的高级工程师 Andrew Phillips 花费数年时间构建、测试和改进 Arc 的传感和控制算法，以提供精确的控制能力，同时保持简单的用户体验。在产品开发过程中，Arc 的车辆控制团队优先考虑硬件和软件之间的车辆控制集成，以实现 Arc Sport 的最佳设计。使用内部系统使控制集成更加容易，从而使团队能够优化船舶的设计和性能。
（视频所有权：Arc）
与使用单个螺旋桨提供动力和转向的传统船舶不同，Arc Sport 在船头和船尾分别安装了两个额外的推进器。额外的推进器可以实现高度控制的平移和旋转，确保即使在狭窄的空间（例如船停靠时）也能平稳移动。但更复杂的机动性使开发挑战变得更加复杂。
优先考虑系统集成
Simulink® 基于模型的设计使 Arc 能够加速开发并将产品快速推向市场。Arc 利用 Simulink 和 Simulink Test™ 来设计和测试控制功能。车辆控制团队仿真转向控制算法来完善用户关键功能。广泛的单元测试确保子系统和子组件在上传到船上之前能够正确交互。
“由于软件和硬件紧密集成，我们能够通过 OTA 更新来改进船舶。”
使用 Embedded Coder®，车辆控制团队将其复杂的设计从 Simulink 转换为优化的产品级代码。节省的时间使工程师能够专注于功能开发而不是基础编码。
效率很重要，但安全至关重要。Arc 使用 Embedded Coder 自动执行部分代码生成，通过在 C 级别和船舶本身上验证软件来确保可靠性，最大限度地减少了可能影响安全的错误，从而确保了可靠性。
“该团队还使用 Simulink Check™ 来运行自动模型质量检查，”Phillips 说道。“Simulink Check 能发现如连接遗漏等问题，并自动完成繁琐的任务，为我们节省了大量时间。”
“由于软件和硬件紧密集成，我们能够通过无线 (OTA) 更新来改进船舶，”Phillips 说道。
除了 OTA 更新之外，Arc 还创建了强大的遥测管道，每艘船每秒可传输数万个数据点。这使得软件和控制工程师能够利用反向转向和无锚定泊位保持等新功能持续跟踪和改善船队的性能。
软件测试：
作为 MathWorks 初创企业计划的参与者，Arc 可以使用全套工具。这使得车辆控制团队可以尝试不同的工具，例如具有传感器融合功能的 Navigation Toolbox™。
“Navigation Toolbox 对于测试数据和比较不同实施方案的结果非常有用，”Phillips 说道。“我们可以对结果进行快速的健全性检查。拥有所有这些工具真是太好了，这样我们就可以集中精力解决问题。
“能够重复使用以前的船舶或以前迭代的工具和代码是非常有价值的。”
“在 Arc，一切都进行得很快，因此软件对我们来说非常重要，”Phillips 说道。“能够重复使用以前的船舶或以前迭代的工具和代码是非常有价值的。”
此外，Simulink 在研发中也发挥着关键作用，确保系统性能符合设计约束。为了验证是否遵守功率限制，车辆控制团队使用 Simulink 设计和仿真控制冷却液流量、螺旋桨速度和逆变器或电动机阈值等变量的算法。该团队确保遵守功率限制和系统约束，以防止电池关闭等严重故障。随着船舶软件的扩展和改进，他们通过使用 Simulink Test 创建的大量单元测试来确保其正确运行。
引领前进的道路
Arc 专注于创新技术和设计，使其成为电动船舶运动的领导者。从作为概念验证的 Arc One 到最新的 Arc Sport，该公司正从小批量生产迈向规模化发展，从而实现其愿景。
“我会把它比作 Tesla® Roadster，”联合创始人兼首席技术官 Ryan Cook 解释道。“我们的第一个模型是概念验证。答案就非常明显了。”随着最新型号的发布，Arc 正朝着普及零排放海上运输的目标迈进。
Arc 的触摸屏和软件。（图片所有权：Arc）
一名工人正在为船舶布线。（图片所有权：Arc）
一艘未完全组装好的 Arc Sport 船舶。（图片所有权：Arc）
Arc 利用建模、仿真和测试工具优化了其船舶，从电池系统到控制算法。MathWorks 初创企业计划在加速 Arc 的生产时间表方面发挥了至关重要的作用，并使团队仅用 18 个月就从最初的概念实现了完整的产品。
通过精细化的产品开发流程，Arc 打造出了一艘能够最大化能效、智能利用空间并将直观控制与创新设计相结合的船舶，推动了可持续船舶技术的边界。
