Luft- und Raumfahrt und Verteidigung – MATLAB- und Simulink-Lösungen

MATLAB und Simulink für Raumfahrt und Verteidigung

Entwerfen, Simulieren, Testen und Bereitstellen von sicherheits- und einsatzkritischen Systemen

Luftfahrt-, Raumfahrt- sowie Verteidigungsunternehmen in aller Welt verlassen sich auf MATLAB^® und Simulink^® in allen technologischen Bereitschaftsstufen, von Prototypen bis hin zu ihren wichtigsten sicherheits- und einsatzkritischen Systemen. MATLAB und Simulink werden in bedeutenden Programmen in allen Bereichen eingesetzt, wie dem F-35 Joint Strike Fighter und dem Mars Exploration Rover. Sie beschleunigen die Forschung und Entwicklung in Bereichen wie autonome Systeme, Hyperschall, modernste drahtlose Systeme sowie Hybridisierung und Elektrifizierung von Flugzeugen.

Digital Engineering mit Model-Based Design hilft, Programmrisiken (wie Leistung, Zeitplan und Integration) durch frühe Designsimulation und Code-Generierung zu reduzieren. Simulink für die Systemtechnik richtet auch einen digitalen Thread ein, der die Rückverfolgbarkeit zwischen Anforderungen, Architektur, Design, automatisch generiertem Code und Testartefakten ermöglicht. Dies gewährleistet die Vollständigkeit des Designs und erleichtert das Änderungsmanagement komplexer Systeme, die sich alle in derselben Umgebung befinden.

Während der „dritten Welle“ der Künstlichen Intelligenz nutzen die Branchenexperten auch MATLAB und Simulink zur Entwicklung von KI-Lösungen, um frühere Vorhersagen zu treffen und die Entscheidungsfindung zu verbessern. MATLAB und Simulink ermöglichen es Teams, eine Vielzahl von Datenquellen einzubinden und die Implementierung von Algorithmen für Machine Learning, Deep Learning und Data Science in ihre Anwendungen zu beschleunigen, die auf Hardware oder in der Cloud bereitgestellt werden können.

„Model-Based Design gab uns einen erweiterten Einblick in das funktionale Design des Systems. Außerdem haben wir die Anforderungsvalidierung früher als bisher möglich abgeschlossen und mehrere gleichzeitige Ausfälle von Komponenten simuliert, so dass wir wissen, was passieren wird und darauf vertrauen können, dass die Steuerungslogik dies bewältigen wird.“
Christopher Slack, Airbus

Verwendung von MATLAB und Simulink für Luftfahrt-, Raumfahrt- und Rüstungsindustrie

U.S. Air Force and U.S. Navy Accelerate Test Data Analysis

U.S. Air Force und U.S. Navy beschleunigen die Analyse von Testdaten

Gulfstream Aerospace Develops Pilot-in-the-Loop Aircraft Simulator

Gulfstream Aerospace entwickelt Pilot-in-the-Loop-Flugsimulator

BAE Systems Surface Ships Develops On-Board Trainer Plant Simulation for Royal Navy

BAE Systems Surface Ships entwickelt On-Board Trainer-Anlagensimulation für die Royal Navy

Luft- und Raumfahrt der nächsten Generation mit MathWorks

Sehen Sie, wie Sie die Modellierung optimieren und die Zusammenarbeit unterstützen können, um nicht nur Einzelsysteme, sondern auch komplexe Systeme von Systemen entwickeln zu können.

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Bewältigen Sie jegliche Probleme mit technischem Support

Steigern Sie die Kompetenzen Ihres Teams mit Schulungen von MathWorks

Erzielen Sie schnellere Ergebnisse mit MathWorks Consulting for Aerospace

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Systemtechnik

Die Systemtechnik spielt eine immer wichtigere Rolle beim Management der komplexen Anforderungen, Architekturen und der Integration mehrerer Domänen, um die Bereitstellung von Systemen mit außergewöhnlicher Leistung und Sicherheit zu gewährleisten. Simulink bietet eine benutzerfreundliche Architekturmodellierungs- und -analyseumgebung, mit der Sie die Anforderungen mit Ihrem modellbasierten Entwurf synchronisieren können.

MATLAB und Simulink unterstützen digitale Engineering-Workflows, indem sie den Benutzern Folgendes ermöglichen:

Erfassen, Anzeigen, Analysieren und Verwalten von Anforderungen über einen digitalen Thread (33:33), der eine bidirektionale Rückverfolgbarkeit zwischen Anforderungen, Architektur, Design und Implementierung bietet und die Analyse der Abdeckung und der Auswirkungen von Änderungen unterstützt
Entwicklung und Untersuchung von Systemarchitekturmodellen aus einer beliebigen Kombination von Anforderungen, bestehenden Simulink- Modellen, ICDs und extern erstellten Architekturen
Durchführen datengestützter Handelsstudien zum Vergleich, zur Analyse oder zur Optimierung der Systemarchitektur
Automatische Generierung von Berichten für Abdeckung, Testfälle, ICDs und Fehlerberichte
Simulieren Sie die Systemkomposition, um das Verhalten auf Systemebene zu verifizieren
Erfüllen Sie die Sicherheitsstandards der Branche wie DO-178C, DO-254 und ARP-4754

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Flug- und Triebwerkssteuerung

Entwerfen und testen Sie sicherheitskritische Steuerungssysteme durch Simulation, bevor Sie automatisch Code generieren, der dann in die physische Plattform integriert wird. Beschleunigen Sie den Entwicklungszyklus, indem Sie das Design für verschiedene Szenarien und Plattformkonfigurationen, das Testen mit Hardware-in-the-Loop und die Qualifizierung der Steuerungslogik nach Sicherheitsstandards wie DO-178C vereinfachen – und das alles in derselben Umgebung.

Mit MATLAB und Simulink können Regelungstechniker Folgendes tun:

Machen Sie sich an die Arbeit und bauen Sie Anlagenmodelle schneller mit mehreren Beispielen von Flugsteuerungen, 6-DoF, Umgebungsmodellen und Fahrzeugmodellen wie dem NASA HL-20
Modellieren Sie das gesamte Fahrzeug und seine Teilsysteme
Verwenden Sie vorgefertigte Werkzeuge zur automatischen Abstimmung multivariabler Regler (4:56) und nutzen Sie fortschrittliche Regelungsstrategien, wie z. B. modellprädiktive Regelung und robuste Regelung
Entwurf und Fehlerbehebung: Fehlererkennung, Isolierung und Wiederherstellungslogik
Automatisches Generieren von optimiertem Code für Mikroprozessoren und FPGA
Führen Sie Verifizierung und Validierung durch und zertifizieren Sie nach Sicherheitsstandards

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Design unbemannter Luftfahrzeuge

Ingenieure und Wissenschaftler für unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) nutzen MATLAB und Simulink, um Steuerungssysteme und Algorithmen für plattformunabhängige Aufklärungs-, Überwachungs- und Erkundungsmissionen (ISR) zu entwerfen und abzustimmen, reale Systeme zu modellieren und dann den Code automatisch zu generieren und zu verifizieren – alles von einer Softwareumgebung aus.

Mit MATLAB und Simulink können Ingenieure:

Sich mit UAVs und deren Komponenten aus MATLAB und Simulink verbinden und diese steuern
Kommunizieren Sie mit der Plattform über das Robot Operating System (ROS) und MAVLink
Gängige UAV-Sensoren wie GPS, IMU, INS und Höhenmesser simulieren
Ihre UAV-Anwendungen durch direkte Verbindung mit Simulatoren wie Gazebo und Unreal Engine co-simulieren
Hardware-agnostische Steuerungsalgorithmen entwickeln und simultane 3D-Lokalisierung und Kartierung (SLAM), Bahnplanung und Bahngenerierung mit nativer Quaternion-Unterstützung durchführen
Die manuelle Codierung durch automatische Generierung von eingebettetem Code für Mikrocontroller, FPGAs, PLCs und GPUs in vielen Sprachen eliminieren
Sich mit gängigen UAV-Autopiloten, wie PX4, und kostengünstiger Hardware, wie Raspberry Pi™, mit vorgefertigten Hardware-Unterstützungspaketen verbinden
Mit Legacy-Code arbeiten und in bestehende Systeme integrieren

Simulieren und verifizieren Sie autonome Algorithmen mit der Robotics System Toolbox, der ROS Toolbox und Gazebo

Führen Sie simultane 3D-Lokalisierung und Kartierung (SLAM) mit Lidar-Punktwolken unter Verwendung der Navigations-Werkzeugkiste durch

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Wireless-Systeme

Entwerfen, prototypisieren und testen Sie fortschrittliche Algorithmen, multifunktionale HF-Systeme und Antennen-Arrays für die nächste Generation drahtloser Kommunikation (27:30), Radar- und elektronischen Kriegsführungssystemen (35:28). Mit MATLAB und Simulink können Forschungsingenieure die Realisierbarkeit neuer Technologiekonzepte zeitsparend nachweisen, Konstruktionsprobleme im Anfangsstadium des Entwicklungszyklus beseitigen und die Konstruktionsverifikation rationalisieren. Mit MATLAB und Simulink wird Ingenieuren Folgendes ermöglicht:

Modellieren und visualisieren Sie komplexe Kommunikations- und Radarszenarien in Umgebungen mit dichtem Spektrum
Simulieren Sie Ende-zu-Ende-Kommunikationsverbindungen einschließlich Basisband-, HF- und Antennenkomponenten
Generieren und analysieren Sie standardbasierte (5G, LTE, WLAN) und benutzerdefinierte Wellenformen
Modellieren Sie Antennen-Arrays und Beamforming-Architekturen mit der Antenna Toolbox™
Modellieren Sie die Dynamik von boden-, luft- oder schiffsgestützten Radarsystemen mit beweglichen Zielen und Radarplattformen
Entwerfen und simulieren Sie Multi-Sensor-Verfolgungs- und Positionierungssysteme
Erstellen wiederverwendbarer goldener Referenzmodelle zur iterativen Verifizierung von drahtlosen Designs, Prototypen und Implementierungen
Erstellen Sie Prototypen und testen Sie Algorithmendesigns auf populärer softwaredefinierter Funk-Hardware wie USRP und PlutoSDR

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Künstliche Intelligenz für Luftfahrt, Raumfahrt und Verteidigung

MATLAB und Simulink bieten eine umfassende Plattform zur Lösung von KI-Herausforderungen von vorausschauender Wartung bis hin zur multimodalen Zielidentifizierung. MATLAB verhilft auch jenen Ingenieuren zu neuen Erkenntnissen, die nur über begrenzte KI-Erfahrung verfügen. Teams lernen, KI-Datensätze zu verbessern, Integrationsherausforderungen zu bewältigen, Risiken zu reduzieren und Modelle kontinuierlich in einem systemweiten Kontext zu testen.

Optimieren Sie den Service der Flotte durch vorausschauende Wartung und digitale Zwillings (8:28)funktionen, entwickeln Sie Algorithmen zur Erkennung und Vorhersage von Fehlern und Ausfällen und schätzen Sie die verbleibende Nutzungsdauer (9:34) ab.
Generieren Sie simulationsbasierte Trainings- und Testdaten für Anwendungen wie Radarwellenform- und Zielklassifizierungsalgorithmen und erstellen Sie komplexe Steuerungssysteme (22:32) mit Reinforcement Learning.
Setzen Sie Algorithmen für Deep Learning und Machine Learning ein, um genaue Modelle aus verschiedenen Datentypen zu erstellen, und experimentieren Sie mit verschiedenen Architekturen unter Verwendung von Anwendungen und Visualisierungswerkzeugen.
Stellen Sie Modelle überall bereit, einschließlich eingebetteter GPUs und CPUs, Unternehmenssysteme oder in der Cloud