【導(dǎo)讀】2015 年 3 月 30 日，MathWorks的報(bào)告顯示了它對(duì)于成功完成美國(guó)宇航局 (NASA) 獵戶(hù)座飛船試驗(yàn)飛行的貢獻(xiàn)。此次飛行于 2014 年 12 月 5 日結(jié)束，飛行距離是40多年來(lái)為宇航員設(shè)計(jì)的所有飛船在太空中所飛行的最遠(yuǎn)的。這次事件被認(rèn)為是 NASA 在使用載人飛船探索深空飛行并抵達(dá)火星的研究工作中邁出了重要的一步。
利用基于模型的設(shè)計(jì), 獵戶(hù)座導(dǎo)航、制導(dǎo)和控制系統(tǒng)成功地完成了深空試驗(yàn)飛行。船載導(dǎo)航、制導(dǎo)和控制 (GN&C) 系統(tǒng)讓獵戶(hù)座利用 GPS 和慣性傳感器從發(fā)射到著陸期間成功進(jìn)行了導(dǎo)航。這些 GN&C 算法是利用 MATLAB 和 Simulink 自動(dòng)生成的代碼開(kāi)發(fā)的。
NASA、Lockheed Martin、Draper Laboratory、MathWorks 等公司通力合作，為獵戶(hù)座設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了 GN&C 飛行算法。基于模型的設(shè)計(jì)使各公司能夠同時(shí)致力于 GN&C 算法和飛行軟件的開(kāi)發(fā)。用Simulink 搭建的的飛船和控制器模型充當(dāng)了可執(zhí)行規(guī)范，使工程師能夠設(shè)計(jì)、驗(yàn)證并從一套模型中自動(dòng)生成飛行軟件。因此，GN&C 分析師是直接處理可執(zhí)行算法模型，而不是需要由軟件開(kāi)發(fā)人員解釋文檔。設(shè)計(jì)和分析環(huán)境與飛行軟件開(kāi)發(fā)的合并，使聯(lián)合小組能夠在早期發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，減少整體開(kāi)發(fā)時(shí)間。
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程與 獵戶(hù)座GN&C 軟件開(kāi)發(fā)方法的原理圖比較圖像由 NASA 提供。
NASA 小組 Draper Laboratory GN&C 集成負(fù)責(zé)人 Mark Jackson 解釋說(shuō)：“要引導(dǎo)獵戶(hù)座飛船濺落至距目標(biāo)半英里的狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi) ，需要整個(gè)團(tuán)隊(duì)的力量。通過(guò)將 Draper 的進(jìn)入制導(dǎo)算法與 MATLAB 和 Simulink 的自動(dòng)生成代碼功能相結(jié)合，我們團(tuán)隊(duì)才得以實(shí)現(xiàn) NASA 的著陸制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制的目標(biāo)。”
MathWorks 航天經(jīng)理 Jon Friedman 說(shuō)：“對(duì)于能夠在 NASA 登陸火星的征途中扮演重要角色，MathWorks 感到非常的激動(dòng)。使用 MATLAB、Simulink 和 Stateflow 創(chuàng)建 GN&C 算法，模擬閉環(huán)系統(tǒng)并自動(dòng)生成 C++代碼部署在飛船上，從而幫助該任務(wù)提供了卓越的品質(zhì)并節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間。”
