MBDA 的工程師們發明了一種跟蹤天線控制器，使火箭能夠通過衛星與地面站進行通信。MBDA 在靜態測試中成功地向客戶演示了這項技術后，客戶要求 MBDA 在動態環境中進行使用演示。

為了盡快滿足這一要求，MBDA 使用基于模型設計開發了一個實時6自由度運動平臺。在演示過程中，跟蹤天線控制器抵消了平臺的運動，使天線始終指向衛星，確保可靠通信。

“我們的目標是在很短的時間內提供衛星通信的動態演示，由此獲得客戶的信任，”MBDA 的部門主管 Tonino Genito 說。“使用 MATLAB 和 Simulink 進行基于模型設計，讓我們能快速開發出第一個原型，并在降低成本的同時加速整個過程。”

測試安裝三自由度的機器人和帶有天線的導彈模型。

挑戰

在靜態演示中，位于La Spezia的一個火箭平臺通過衛星與距羅馬400公里的一個地面站通信。作為一個持續發展的里程碑，MBDA需要進行一場實時演示，在這種情況下，火箭的姿態會像飛行時那樣發生變化。

在過去類似的項目中，MBDA都用C++或Fortran手工編碼開發數值模擬系統。工程師們意識到這種方法太慢，不能在規定期限內完成項目。

由于需要在不到3個月的時間里用上6自由度運動平臺，只有兩位工程師的團隊需要加速運動平臺以及它的實時、硬件在環(HIL)仿真系統的開發。

解決方案

MBDA工程師使用MATLAB和Simulink基于模型設計開發實時運動平臺。

他們采用了一種MBDA之前在Simulink中已經開發出來的6自由度火箭模型。 他們將此6自由度火箭模型與另一個MBDA團隊在Simulink中開發的跟蹤天線控制器模型結合在一起。他們使用組合模型運行蒙特卡羅模擬，并改進系統的精度和帶寬要求。

兩位工程師使用Simulink Coder從天線控制器模型生成代碼；使用Simulink Real-Time在專用目標PC上實時運行代碼，目標PC連接到一個由工業機器人驅動的運動平臺。天線安裝在該平臺上，機器人的運動是基于實時仿真的結果。

使用這個裝置，團隊對平臺和跟蹤天線進行了實時的HIL測試，驗證他們的需求和前期仿真的結果。

在進一步的內部測試后，MBDA的演示驗證表明：在模擬的運動平臺上，天線控制器可以在整個任務過程中跟蹤衛星，并且在測試平臺和地面站之間保持可靠的衛星通信。

“如果沒有實時平臺，我們可能需要通過昂貴的飛行試驗來向用戶演示我們的技術能力。有了 基于模型設計，我們加快了六自由度模型的開發，實現了實時、硬件在環仿真，增加了客戶對我們技術的信心。”

——Tonino Genito, MBDA

MBDA工程師也在進行另一個項目，該項目的目的是能夠在嵌入式硬件上測試制導、導航和控制算法，這些算法由Embedded Coder從Simulink模型生成代碼，并部署到硬件。

結果

開發時間減半。“與以前手工編寫代碼的方法相比，基于模型設計將開發和驗證時間減少了大約50%。”Genito說，“代碼生成有助于節省時間，正如基于模型設計可以通過仿真檢測問題并在模型中快速糾正它們一樣節省時間。”

早期發現并解決錯誤。“使用基于模型的設計，我們快速識別并解決了設計錯誤，在很短的時間內達到零錯誤，”MBDA系統工程師Nazario Tancredi說。“使用傳統方法時，在整個項目中發現錯誤的概率始終保持不變；在基于模型設計中錯誤的概率會迅速降低。”

昂貴的飛行測試減至最少。“因為飛行測試非常昂貴，我們努力減少需要進行的飛行測試的數量，”Genito說。“采用基于模型設計，我們加速了用于HIL測試的實時系統開發，這幫助了我們實現這個目標。”