ModelCenter與MBSE集成案例

2018-08-20 by:CAE仿真在線來源:互聯網

ModelCenter為我們提供了一個聯合仿真框架,可以集成現有工具軟件以及數據集,實現數據傳輸的自動化,同時可以借助于基于模型的系統工程實現更高層次的分析。本期,為大家分享ModelCente與MBSE集成的典型案例——OSIRIS-Rex 任務模擬。

背景介紹:

OSIRIS-Rex是NASA在2016年發射的一個航天器執行小行星樣本返回任務。這項任務名為“源光譜釋義資源安全風化層辨認探測器”Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer(OSIRIS-REx)。OSIRIS-REx將造訪一顆碳質小行星(Bennu), 抓取土壤樣本后于2023年送回地球。

案例簡介:

眾所周知,行星探索任務是極其復雜的。由于深空小行星與類地行星差異較大,使得探索深空小行星變得越發困難。

基于模型的系統工程(MBSE)作為系統工程發展過程中的關鍵工程實踐,使得行星科學任務的從中受益。MBSE為系統需求、設計、分析、驗證等活動提供了統一的、一致的系統模型。同時通過MBSE創建的系統構架,可以非常方便的集成各個學科的專業分析工具軟件。

本案例介紹了洛奇馬丁(LOCKHEED MARTIN )如何使用ModelCenter與MBSE工具結合對OSIRIS-Rex任務的執行過程進行模擬。

OSIRIS-Rex的系統模型對任務以及航天器不同子系統的屬性進行了描述。整個模型的結構如下圖所示:

同時OSIRIS-Rex模型能夠調用仿真模型和參數分析計算模型,通過分析計算可以得到軌道參數以及航天器的狀態。OSIRIS-Rex模型由三部分組成:

1. SysML模型,該模型通過Cameo Systems Modeler 創建

2. 多個參數分析計算程序,這些計算程序通過ModelCenter開發或封裝

3. 仿真模型,通過STK創建。

ModelCenter作為多學科聯合仿真環境,集成了仿真模型和分析計算程序。Model Center建立的多學科模型與SysML模型的數據交互,可通過ModelCenter提供的MBSE插件MBSE Analyzer來實現。我們可以認為MBSE Analyzer充當了ModelCenter和SysML模型之間的橋梁。模型間的數據交換如下圖所示: