MATLAB und Simulink für Oberflächen-Seeverkehrssysteme

Model-Based Design ermöglicht die Zusammenarbeit zwischen maritimen Architekten, Regelungssystemen und Signalverarbeitungsingenieuren sowie Systemintegratoren. MATLAB und Simulink fördern digitale Technik-Workflows, um Folgendes zu erreichen:

  • Vergleichsstudien auf Systemebene durchführen, um Effizienz und Leistung zu verbessern
  • digitale Zwillinge für Oberflächen-, Unterwasser- und Onshore-Plattformen entwickeln
  • physikbasierte Modelle mit Sensoren zur Predictive Maintenance integrieren
  • mit fortschrittlicher Signalverarbeitung und KI reale maritime Daten analysieren
  • Algorithmen in Echtzeit auf Hardware testen
  • mit Methoden des Model-Based Design sicherstellen, dass Entwürfe Branchenstandards einhalten

„Die Simulationsingenieure haben eine allgemeine, getestete Beschreibung des C Codes – das Simulink-Modell – erzeugt, mit der die Software-Ingenieure den Code für die Anwendung generiert haben. Ich glaube nicht, dass wir das Training ohne MathWorks Tools mit so wenigen Ressourcen hätten abschließen können.“


Plattformdynamik und Regelungstechnik

Entwürfe maritimer Plattformen beinhalten Schiffsdynamik, Voraussetzungen des Einsatzes und Betriebsbedingungen. MATLAB und Simulink stellen eine vollständige Umgebung für Folgendes dar:

  • Hydrodynamik modellieren und Regelungssysteme entwickeln
  • Seetüchtigkeits-, Manövrierungs- und Einsatzszenarien simulieren
  • Einsatzplanung und Treibstoffverbrauch optimieren
  • Entwürfe anhand von Simulationen mit geschlossenem Regelkreis bzw. Environment-in-the-Loop testen

Antrieb und Elektrifizierung

Modellieren und evaluieren Sie maritime Energie- und Antriebssysteme mit MATLAB und Simulink, um Folgendes zu erreichen:

  • Mehrdomänenmodelle erstellen, einschließlich elektrischer Antriebe, Energieelektronik, Batterien, Brennstoffzellen und mechanischer Antriebskomponenten
  • Energiespeichersysteme und hybride Antriebsstränge modellieren, um die Brennstoffeffizienz, Emissionen und Zuverlässigkeit zu optimieren
  • Optimierungs- und Hardware-in-the-Loop-Tests (HIL) entwerfen, bevor physische Prototypen erstellt werden
  • Reglerleistung unter verschiedenen Betriebsszenarien durch HIL-Tests validieren

Navigation, Sensoren und Situationsbewusstsein

Entwickeln Sie fortschrittliche Mess- und Wahrnehmungsfunktionen für maritime Systeme mit MATLAB und Simulink, um Folgendes zu erreichen:

  • Sensoren modellieren, einschließlich IMU, GPS, Radar, Sonar, Kommunikation, phased Arrays, DVL und mehr
  • Daten aus mehreren Sensoren mithilfe von Zustandsschätztechniken fusionieren, um robuste Navigation und Situationsbewusstsein zu erzielen
  • integrierte Bibliotheken zur Sensorfusion, -ortung, -kartierung und -nachverfolgung einsetzen
  • Radar- und Sonarsignale verarbeiten, um Ziele zu erkennen und nachzuverfolgen

Autonomie und KI

Entwickeln und validieren Sie Autonomiearchitekturen für maritime Plattformen mithilfe von MATLAB und Simulink, um Folgendes zu erreichen:

  • autonome Systemszenarien mit Plattformen, Trajektorien, Pfaden, Sensoren und komplexen Umgebungen modellieren und simulieren
  • Pfadplanungsalgorithmen auf Basis unterschiedlicher Bewegungseigenschaften modellieren
  • KI-basierte Modelle zur Zielerkennung und Verhaltensvorhersage mithilfe von Deep Learning erstellen
  • Autonomiealgorithmen auf Hardware bereitstellen
Annotierte Ansicht nahe dem Ende des Szenarios, das Herausforderungen beim Tracking mit reiner Winkelerkennung darstellt.

Diagnostik- und Zustandsmanagement

Entwickeln Sie daten- und physikbasierte Zustandsüberwachungs-Workflows für maritime Systeme mit MATLAB und Simulink, um Folgendes zu erreichen:

  • komplexe Datensätze erfassen, organisieren, bereinigen und verarbeiten
  • Fehler in Onboard-Systemen diagnostizieren und prognostizieren
  • Zustandsüberwachungsalgorithmen für Hüllen, Antrieb und Elektroniksysteme modellieren
  • Analyse in Softwarekomponenten oder einbettbaren Quellcode bündeln, ohne Algorithmen manuell umzuprogrammieren
Verschiedene elektrische und Schwingungssignale eines AC-Motorsystems, das auf der App „Diagnostic Feature Designer“ angezeigt wird.

Einhaltung von Standards und sichere Bereitstellung

Automatisieren Sie die Softwareentwicklung und stellen Sie die Compliance für einsatzkritische maritime Systeme mithilfe von MATLAB und Simulink sicher, um Folgendes zu erreichen:

  • C/C++, HDL und GPU Code für einsatzkritische maritime Systeme aus Simulink-Modellen erstellen
  • statische und dynamische Verifikation des Codes durchführen
  • Softwarequalität im gesamten Entwicklungslebenszyklus verwalten, messen und überwachen
  • Branchenstandards für Software und Systeme einhalten, darunter DO-178C, DO-254 und ARP 4754, über Model-Based Design
Dashboard mit Softwarequalitätsmetriken eines Projekts

Produkte

Erfahren Sie mehr über die Produkte, die bei Anwendungen von maritimen Oberflächensystemen verwendet werden.