MATLAB et Simulink pour les véhicules sous-marins autonomes

Les équipes interdisciplinaires peuvent utiliser MATLAB et Simulink comme environnement d'intégration commun tout au long du workflow des véhicules sous-marins autonomes. De l'ingénierie système à la modélisation de plateformes, en passant par la simulation d'environnements et le design d'algorithmes d'autonomie, l'approche Model-Based Design vous permet de réduire les risques et de renforcer la confiance dans les performances du système bien avant les essais en mer.

Workflow des véhicules sous-marins autonomes

 

Réaliser des études commerciales et développer des architectures qui font le lien entre les exigences et les modèles Simulink

Vous pouvez utiliser MATLAB et Simulink pour créer un véritable lien numérique offrant une traçabilité des exigences de l'architecture du système, jusqu'à l'implémentation et la génération de code. Cela vous permet de réaliser des études de compromis avec des modèles dynamiques (comme les systèmes électromécaniques et les propulseurs), d'évaluer la modélisation de systèmes de communication de haut niveau pour la planification de missions et d'effectuer la modélisation du système d'alimentation électrique pour l'évaluer selon les contraintes d'alimentation comme la capacité de la batterie ou la charge transitoire maximum. Grâce à des middlewares comme DDS et ROS, les composants et les applications peuvent partager des informations et fonctionner ensemble à mesure que le design s'affine.

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Modéliser et visualiser des dynamiques 3D complexes et des comportements électromécaniques

Modéliser et visualiser des dynamiques 3D complexes et des comportements électromécaniques

Vous pouvez utiliser MATLAB et Simulink pour créer des modèles multidomaines puissants et efficaces de plateformes sous-marines . La modélisation physique dans Simscape et Simscape Multibody permet l'intégration de l'hydrodynamique, des effets hydrauliques, des comportements dynamiques et des effets inertiels provenant des modèles de CAO. SimScape Electrical vous permet de créer des modèles de systèmes d'alimentation électrique avec des composants électroniques et mécatroniques tels que des batteries et des propulseurs. Grâce à un modèle physique électromécanique réaliste, vous pouvez simuler des défaillances de composants et évaluer les performances au niveau système. Avec Simulink, vous pouvez fermer la boucle en connectant vos modèles physiques à des environnements cuboïdes basse résolution ou à des mondes photoréalistes dans Unreal Engine pour simuler le comportement des capteurs, valider les algorithmes de perception et présenter vos résultats.

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Exploiter les modèles de capteurs, de perception et de planification de missions

MATLAB et Simulink vous proposent des outils pour développer vos algorithmes et optimiser les performances du système. Vous pouvez utiliser des modèles de capteurs, comme les sonars, les réseaux d'antennes et les centrales inertielles (IMU), pour prototyper la façon dont votre système perçoit un environnement avec la fusion de capteurs, la localisation, la cartographie et le pistage. MATLAB et Simulink vous permettent d'augmenter le niveau d'autonomie de votre véhicule grâce à des fonctionnalités de Machine Learning et de Deep Learning. De plus, Communications Toolbox et Phased Array System Toolbox peuvent aider à l'analyse des modèles de propagation et d'atténuation du signal pour la planification de missions ou la performance des communications.

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trajectoire

Concevoir et optimiser des contrôleurs pour plusieurs degrés de liberté et de contrainte

Vous pouvez utiliser MATLAB et Simulink pour concevoir, itérer et optimiser les contrôleurs de suivi de trajectoire et de planification de mouvements pour vos véhicules sous-marins. Vous pouvez simuler les mouvements du véhicule en 2D et en 3D. En simulation 3D, vous pouvez modéliser et observer les effets de couplage des mouvements du véhicule marin sur différents axes. Lors de la simulation du mouvement, vous pouvez surveiller des paramètres, tels que la consommation d'énergie et le rayon de braquage, et optimiser votre planificateur de mouvement pour des critères spécifiques. Vous pouvez déployer des contrôleurs de mouvement conçus dans MATLAB et Simulink directement sur du hardware embarqué comme des microcontrôleurs et des cartes FPGA.

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Développement et test d'algorithmes d'autonomie

Vous pouvez utiliser MATLAB et Simulink pour modéliser la logique du système et évaluer les planificateurs et les algorithmes de mouvement. Des exemples de cartographie, de localisation et de planification de trajectoire, vous aident à démarrer pour créer des solutions personnalisées et proposent des références pour les tests. Vous pouvez explorer les compromis de design entre les options de capteur avec des paramètres réglables tels que la portée, la résolution, le bruit et la puissance. Vous pouvez également concevoir des planificateurs de trajectoire qui prennent en compte la dynamique du véhicule haute-fidélité ou au niveau système, comme l'angle de roulis et le rayon de braquage minimum. Stateflow vous permet de concevoir et de développer des systèmes numérique de supervision, de planification de tâches et de gestion des pannes.

planificateur de trajectoire
visualisation

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