MATLAB® 和 Simulink® 使航空航天工程师能够加快开发流程,改善团队间的沟通。 系统和子系统工程师可以使用 MATLAB 和 Simulink 执行以下操作:
- 在时域中执行基于要求的任务验证
- 使用多学科航天器模型运行系统级统计模拟方法 (Monte-Carlo) 仿真
- 执行权衡研究,以进行航天器定型和硬件选择
- 分析航天器遥测和有效载荷数据
- 设计详细的制导、导航和控制 (GNC) 算法
- 创建光伏 (PV) 发电子系统模型并设计电力电子元件
- 分析射频和数字通信子系统以及在 FPGA 上部署算法
- 生成符合航天工业标准的嵌入式 C 和 C++ 代码
- 执行飞行软件验证和确认
“相比其他产品,MATLAB 和 Simulink 帮助我们节省了大约 90% 的成本,而且能够灵活编码,从而支持我们开发自己的模块,同时能够充分理解所做假设,这在向其他团队报告结果时显得非常重要。”
Patrick Harvey, Virgin Orbit
MATLAB 和 Simulink 在空间系统领域的应用
制导、导航和控制 (GNC)
借助 MATLAB 和 Simulink,控制工程师可以在实施前使用受控对象模型测试其控制算法,因此无需借助昂贵的原型,也能开发出复杂的设计。可以针对多个物理配置(如卫星设计的公共总线架构)进行设计。工程师可以在同一个环境内开展以下工作:
- 构建并共享 GNC 模型
- 对控件和机械设计更改的系统级效果进行整合和仿真
- 复用生成的飞行代码和测试用例
- 使用现有设计和工具整合新的设计


动力系统
动力系统工程师可以使用 MATLAB 和 Simulink 执行多种任务,例如,运行仿真以进行任务动力曲线分析,预测电池老化对系统造成的影响,以及执行电气元件(如 DC-DC 变流器)的细节设计。
使用提供的模块,或者根据设计需求创建自定义模块,可以快速电气化和系统(如太阳能电池阵列和电压调节器)模型。工程师便可对模型进行仿真,求解相关的复杂方程组,而无需编写低级代码,而且还能够立即查看结果。另外,还可以在模型中添加热效应和姿态效应,实现在一个环境中执行多域仿真。
航空软件工程标准遵从性
航空航天和软件工程师需要遵循其流程适用的各种标准。借助 MATLAB 和 Simulink,工程师能够遵循世界各地采用的标准,如 NPR 7150.2(NASA 软件工程要求)和 ECSS-E-40(欧洲空间标准化合作组织、空间工程软件)。
工程师可以运行基于要求的单元测试,并通过自动化建模标准检查确保飞行软件算法已准备就绪。然后,可以自动从模型生成 C 和 C++ 代码,并使用静态代码分析、形式方法和代码审查功能检查是否遵循 MISRA 等标准。
另外,还可以证明不存在运行时错误,并自动执行代码检查。工程师可以在每一步自动生成认证工件,包括软件设计文档、指标和要求。

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