Application Maplesim

L´exploration des planètes par des véhicules inhabités est une priorité pour de nombreuses agences spatiales du monde entier. Pour mener à bien ce type de programme, il faut disposer de véhicules d´exploration robotisés autonomes. Le Pr Amir Khajepour*, collabore avec l´Agence Spatiale Canadienne (ASC), Maplesoft et le Gouvernement du Canada en vue de l´élaboration d´une solution complète de gestion de l´alimentation des véhicules d´exploration. Avec MapleSim, la base du modèle mathématique du véhicule à 6 roues a été développée en à peine un mois et sans avoir à écrire la moindre équation.         L´ASC a depuis toujours utilisé des techniques symboliques pour la modélisation dans le domaine de la robotique spatiale. Elle a recours à ces techniques pour la conception de divers robots dans le cadre du programme de Navette Spatiale et de la Station Spatiale Internationale. Ce nouveau projet de l´Université de Waterloo (UW) fait appel à MapleSim, dernière génération d´outils de modélisation symbolique, en vue de développer les modèles hautes fidélités multi-domaines utilisés par les sous-systèmes du véhicule d´exploration. L´objectif général du projet est de concevoir un système capable de conduire le véhicule d´un point A à un point B en tenant compte de toutes les problématiques et contraintes probables. Par exemple, quel itinéraire prendre avec le minimum de risques ? Ou en consommant le moins d´énergie possible ? La première étape de ce projet programmé sur 3 ans est de développer le modèle initial du véhicule d´exploration, en tenant compte de toutes ses caractéristiques comme ses batteries, son système d´alimentation solaire, les contraintes de terrain et de nature du sol. Le projet comprendra ensuite, une série complète de phases de test « Hardware-in-the-Loop » (HIL) utilisant des éléments matériels et logiciels en temps réel de National Instruments et des modèles de systèmes développés et automatiquement déployés par MapleSim. Cette étape permet d’optimiser les paramètres du système afin de maximiser la conservation d´énergie du véhicule sans affecter les missions qui lui sont confiées. Pour le Pr. Khajepour « Ce logiciel nous a permis de développer en à peine un mois le modèle de base du véhicule d´exploration. Ses avantages par rapport aux outils traditionnels sont considérables. Ainsi, nous avons pu élaborer le modèle mathématique de notre véhicule d´exploration sans écrire une seule équation, MapleSim en ayant  généré automatiquement un nombre optimal » De plus : « l´interface graphique de permet de recréer simplement à l´écran le schéma du système en utilisant les composants représentant le modèle physique. Ce schéma est très similaire au dessin qu´un ingénieur aurait pu tracer à la main. Ensuite, l’animation très réaliste des modèles facilite  la validation du schéma du système et permet de mieux comprendre son comportement. « La visualisation du modèle et du fonctionnement des pièces en mouvement est un avantage très important pour un développeur, »