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海克斯康模擬仿真軟件幫助好奇號探測車實現完美火星著陸

面臨的挑戰:


JPL的工程師們無法在(zai)地球上對大(da)部(bu)分關(guan)鍵(jian)任務(wu)進行測(ce)試,因此須依靠仿真(zhen)來為該(gai)任務(wu)設計大(da)部(bu)分關(guan)鍵(jian)硬件和(he)控(kong)制序列(lie)。




來自海克斯康的解決方案:


NASA噴氣推進(jin)實驗室(JPL)的(de)(de)工程(cheng)(cheng)師(shi)們(men)使(shi)用MSC軟件的(de)(de)多(duo)體動力學軟件Adams對最后的(de)(de)空中起(qi)重(zhong)機(ji)著(zhu)陸順序進(jin)行(xing)(xing)了(le)仿(fang)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)。該仿(fang)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)找出了(le)初始概念設(she)計中的(de)(de)眾多(duo)問(wen)題,并且在(zai)工程(cheng)(cheng)師(shi)們(men)解決這些問(wen)題時(shi)給予指導,使(shi)設(she)計更為扎實可(ke)靠(kao)。該仿(fang)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)還被用于驗證著(zhu)陸順序并確定(ding)施(shi)加在(zai)組(zu)件和零部件上的(de)(de)荷載。用于在(zai)整(zheng)個(ge)空中起(qi)重(zhong)機(ji)著(zhu)陸順序中引導任務(wu)的(de)(de)控(kong)制軟件代(dai)碼(ma)被集成(cheng)到Adams環境中以便驗證其性(xing)能并進(jin)行(xing)(xing)微調。此次任務(wu)的(de)(de)成(cheng)功(gong)證明了(le)這些仿(fang)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)的(de)(de)準(zhun)確性(xing)。


探(tan)測(ce)(ce)(ce)車與(yu)下(xia)降級分離時,最(zui)關(guan)鍵的一點是(shi)需要避免飛行器(qi)之間的接觸(chu)。Adams仿真(zhen)被用來檢查空(kong)隙并(bing)確保不會發生接觸(chu)。在(zai)最(zui)終設(she)計中間隙非常小,但不會有接觸(chu)問題(ti)。飛行控制軟件是(shi)采(cai)用C++語言編(bian)寫。編(bian)寫控制器(qi)軟件的人需要一個詳盡的機(ji)械模(mo)(mo)型,以便能(neng)夠精(jing)確地預測(ce)(ce)(ce)系統性能(neng)。工(gong)程師們采(cai)用Adams求解(jie)程序來編(bian)譯控制器(qi),從而克服(fu)了(le)這(zhe)一問題(ti)。這(zhe)樣(yang)就能(neng)夠驗(yan)證(zheng)系統性能(neng)并(bing)利(li)用詳盡的機(ji)械模(mo)(mo)型對(dui)控制器(qi)參數進(jin)行微(wei)調。JPL的工(gong)程師們將仿真(zhen)結果(guo)與(yu)測(ce)(ce)(ce)試(shi)數據進(jin)行比(bi)對(dui),對(dui)Adams模(mo)(mo)型進(jin)行驗(yan)證(zheng)和(he)更新。


客戶簡介:


火(huo)星(xing)科學實驗室(shi)是一項機器人空間(jian)探測(ce)任(ren)務(wu),于(yu)2012年8月5日實現了火(huo)星(xing)探測(ce)車好奇號(hao)在(zai)火(huo)星(xing)上(shang)的(de)蓋爾火(huo)山口(GaleCrater)成功(gong)著(zhu)(zhu)陸(lu)(lu)。空中(zhong)起重機的(de)著(zhu)(zhu)陸(lu)(lu)順序(xu)要(yao)求探測(ce)車在(zai)下(xia)降(jiang)時(shi)從(cong)收起的(de)飛行形態轉為著(zhu)(zhu)陸(lu)(lu)形態,從(cong)下(xia)降(jiang)段(duan)開始放下(xia)車輪(lun)。在(zai)最后的(de)進入、下(xia)降(jiang)及(ji)空中(zhong)起重機著(zhu)(zhu)陸(lu)(lu)階段(duan),由于(yu)其復雜(za)性以及(ji)無(wu)法從(cong)地球上(shang)進行人工干預,因此被NASA的(de)工程(cheng)師(shi)們稱作“驚險(xian)7分鐘”。JPL的(de)工程(cheng)師(shi)們無(wu)法在(zai)地球上(shang)對大部分關(guan)鍵(jian)任(ren)務(wu)進行測(ce)試,因此須依靠仿真來為該任(ren)務(wu)設計大部分關(guan)鍵(jian)硬件和控(kong)制序(xu)列。

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