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首页 ->MBD快速模型FPGA开发平台 ->基于模型的卫星GN&C系统开发

基于模型的开发方式的价值

基于模型的开发已经逐渐改变了航空航天项目的开发方式。据统计,在NASA的项目约有超过一般的项目中的代码为自动生成的。

NASA在项目开发中积累了很多成熟的算法。这些算法大多是用C代码。这些C代码代表着NASA工程经验的积累。但同时,这些历史悠久、年代各异,风格迥然的代码对于后续开发人员来说,阅读理解起来非常困难,这给继续复用这些代码带来了很大的障碍。另外随着系统复杂性的不断提高,故障诊断与管理系统在整个飞行软件中所占比例越来越大,已经超过控制算法本身的占比,达到约70%左右。故障诊断与管理系统的逻辑复杂性非常高,传统的开发方式已经难以适应了。这方面NASA很早就尝试MBD取得了成功。

NASA应用MBD的原因,一方面是主动尝试新技术,提升研发能力;另一方面往往是由于型号任务经费的短缺以及开发进度的苛刻要求,使他们不得不去寻求更高效更节省成本的开发方式。采用MBD正是NASA所寻找到的解决问题的出路。在猎户座飞船GN&C系统的开发中,最终整体开发进度比计划提前一年多完成。

NASA在采用MBD进行型号开发上已取得了很大的成功经验。这些经验总结下来可以归结为以下几条:

统一的从顶至下的开发环境

完善的从顶至下的开发流程

虚拟样机与实物样机的有机结合

统一的从顶至下的开发环境

GIDE构建了统一的GN&C算法开发平台,取代了过去C、FORTRAN、Ada、MATLAB/Simulink等的混合工作状况GIDE使GN&C设计者可以直接参与到算法的飞行软件实现,飞行软件开发人员也需要参与到建模过程中,这使得设计过程和工程实现过程相融合,实现了在开发阶段和工程阶段,设计和飞行软件可以持续同步,极大的加快了设计迭代的过程。

完善的从顶至下的开发流程

GIDE基础上,模型可以覆盖分析、设计实现测试集成的完整V流程。模型易于不同阶段的开发人员进行交流和理解,同时还可以很方便的进行分享和复用。MBD还可以带来一系列的好处,例如模型的测试用例可以在代码测试阶段复用,代码审查一定程度上可以被模型审查所替代,等等。

虚拟样机与实物样机的有机结合

实际工程项目中,飞行软件的开发极大地受制于硬件和操作系统。在模型层面,可以将硬件驱动、硬软件接口等封装成模型。可以使得算法快速部署到不同的硬件中去。在设计时,可以使用模型来模拟硬件,测试硬件性能对算法的影响。最终可以实现模型化的飞行器,模型化的飞行器不仅仅可以用于设计和仿真,还可以用于快速原型并最终部署到真实系统上。