有了航天中心的全力倾斜,李傲即刻投入行动。
他抽调大量实测工程数据,把整合算法接入既有的墨菲斯与ALHAT高保真模型。
数学建模本就是他的强项,再加上【团队增效】词条的无形加持,他将任务精准拆解分配给米勒、艾文和哈里斯等人,多条管线协同推进。
依托中心先前积累的底座模型,整套接口的搭建仅仅耗费了几天时间。
这种风驰电掣般的开发节奏,再次让组员们感受到了顶尖天才与凡人之间的壁垒。
不过此时大家的注意力,已全被即将展开的大规模仿真测试所吸引。
所有人都在屏息期待着最终的测试报告。
这不仅是对四个月辛勤付出的检验,更直接决定了下半年飞行试验的命运。
4月13日,周三。
约翰逊航天中心仿真实验室迎来了建成以来最热闹的一天。
除了李傲、米勒、艾文、哈里斯等核心开发人员外,霍华德与贝克两位项目负责人也早早守在了现场。
实验室外甚至还聚集了不少闻讯赶来的其他课题组工程师,大家都想目睹这套整合算法的首次大考。
李傲站在大屏幕前,向霍华德和贝克展示测试环境:
“在计算集群的支撑下,我们已经把整合算法接入墨菲斯与ALHAT的高保真模型。
“当前环境包括着陆器动力学、重力与风场、地形以及传感器响应模型,整合算法也已接入制导与控制模块。”
这项任务仿真的作用,是在不消耗燃料、不点燃发动机的情况下,由高保真模型批量模拟下降和着陆过程,覆盖预先设定的初始状态、环境扰动及故障组合,评估算法在这些条件下的表现,并尽早发现薄弱环节。
霍华德微微点头,温声说道:“大家这段时间辛苦了,按照预定流程开始测试吧。”
说罢,他与贝克退到后方观测区,没有再插手操作,只静静等待测试启动。
李傲不再拖泥带水,转头看向操作台前的哈里斯:“哈里斯博士,启动仿真。”
“收到,李教授!”
哈里斯深吸一口气,平复了一下激荡的心情,果断按下了启动键。
主屏上,数字孪生构建的虚拟墨菲斯着陆器开始模拟下降过程。
测试组不断改变着陆器的初始位置、速度和姿态,并叠加不同强度的风扰动,借此考验算法的稳定性。
一般的初版算法在这类高强度测试中,往往会出现计算超时、状态估计发散或制导指令越出安全约束等问题。
然而李傲打造的整合算法却展现出了惊人的稳定性。
在大批量并行蒙特卡洛仿真中,墨菲斯着陆器与ALHAT系统在毫秒级控制周期内精准响应,引导着陆器平稳修正航线,不断降落在实时选定的安全点上。
各项指标全面达标,标志着两套系统的接口整合方案在全流程仿真层面取得了决定性突破!
看着主屏幕上清一色的绿色合格标志,控制室内轰然爆发出一阵雷鸣般的掌声。
“成功了!”
“协同控制完全稳定,降落点误差极小!”
“太完美了!”
霍华德看着屏幕上的数据,同样发自内心地大力鼓掌,眼中闪烁着激动的光芒。
即便此前他对李傲充满信心,但当神迹般的数据真实呈现在眼前时,那种震撼依然无与伦比。
平复了下心潮,他立刻上前向测试组道贺。
“李教授,恭喜!这套算法太出色了,后续的实机联调我们有十足底气了!”
面对霍华德的盛赞,李傲却清醒地摇了摇头:“仅凭仿真通过还不够,紧接着必须进行系统级的可靠性与故障容错分析。”
他向哈里斯示意,开启故障注入模式。
不同于常规仿真,可靠性分析的核心在于“怀疑一切”。
必须穷尽数据链路中所有已知的潜在风险和故障模式,并评估其灾难后果。
在地外天体或复杂地表自主降落时,某些看似微小的传感器故障也可能造成毁灭性后果。
只有系统能够及时发现异常,并按预定策略切换可用信息源或进入安全状态,算法才具备进入下一阶段的条件。
深空探测的成败,绝不能赌在运气上。
哈里斯指尖飞舞,迅速敲入指令,对各个数据接口进行故障注入:
“注入故障:激光雷达主数据源失效……”
“注入故障:相对导航状态更新超时……”
面对突如其来的链路中断,整合算法内置的诊断重构机制瞬时响应,在极短时间内完成了冗余通道切换与安全评估。
几个小时后,首轮故障注入演练结束,大屏幕中央跳出了当前模型和设定工况下的蒙特卡洛统计结果:
【本轮仿真样本通过率:99.95%】
全场静寂了一秒,紧接着爆发出了比刚才更为热烈的欢呼!
99.95%的超高样本通过率表明,这套仅耗时不到四个月打造的整合算法,在当前模型和已覆盖工况下达到了阶段性指标。
项目组可以继续扩大仿真样本和工况覆盖,同时着手准备后续的实机接口联调。
……
第382章 绝对不可能有问题……么(求订阅)
“这次又是沾了Leo的光,这么快就完成了算法开发,接下来的压力总算能小不少了。”
米勒教授脸上挂着掩饰不住的喜色,低声感叹道。
他们学术团队这次与约翰逊航天中心合作,核心任务正是攻克墨菲斯—ALHAT接口整合算法。
如今靠着李傲给出的整合方案和今天的仿真测试结果,算法开发阶段已经可以正式告一段落。
虽然接下来还需要扩大测试工况和样本数量,并配合后续的接口联调,但团队最核心的开发压力已经明显减轻。
霍华德博士也终于放下了多日以来对项目进度的担忧,对接下来的接口联调与自主着陆飞行试验多出了几分底气。
墨菲斯着陆器与ALHAT系统此前长期处于相对独立的状态,各自的成果未能形成统一的工程方案,这也是2011年自主着陆试验必须率先搭建整合方案的原因。
要把两套系统整合起来,首要前提就是研发出一套能够满足任务时限和可靠性要求的接口算法。
然而放眼全球航天领域,当时没有任何一支团队拥有可供直接套用的成熟工程经验。
当初在敲定2011年飞行试验排期时,项目管理层与两端的技术团队都曾对此捏了一把汗,尤其是承担主攻任务的霍华德团队。
按照原定计划,一旦接口算法无法按时交付,后续的仿真测试、硬件联调以及飞行准备都会陷入瘫痪,甚至可能导致整个2011年度的飞行计划全面推迟。
这项风险一旦被明确,整个项目的成败便全数压在了接口整合这一核心课题上。
如果无法搭建可靠的系统级接口,墨菲斯团队的垂直起降控制成果与ALHAT团队的地形探测、导航成果便无法合并成完整的自主着陆系统,也就难以进入实机验证。
身负重任的霍华德博士此前承受的巨大压力可想而知。
好在如今算法已经在首轮着陆任务仿真和故障测试中达到阶段性指标,这不仅让霍华德稍稍安心,也使他开始思考其中部分方法是否具有其他用途。
“这套算法的数学底座普适性太强了!针对新的任务约束完成重新适配后,还能迁移到其他交会对接或深空探测任务中。”
霍华德难以压抑心中的振奋,由衷地向李傲致谢,“李教授,你这次可真是给整个项目立了大功。”
霍华德未曾明言的是,他早已暗中决定,要把这份测试报告,连同一份跨任务适用性初步评估,第一时间呈报NASA总部,作为今后更大项目开展算法预研的参考。
“您太客气了,霍华德博士。”李傲笑着摆了摆手,“既然担任了算法首席顾问,把架构搭建好本就是我的职责。”
“况且参与这个项目,也让我积累了不少宝贵的工程经验,说起来我还得感谢您给我这个机会。”
李傲这番话并非客套。
若非亲身参与这次跨学科合作,他很难在短时间内获取如此完整详细的航天工程数据。
而在高强度的数学建模与算法攻坚中,他的智力属性也在稳步增长。
这种认知与属性的提升,在【融会贯通】词条效果下,无疑为他接下来攻克千禧年难题“霍奇猜想”积攒了充沛的底气。
两人正交谈间,一旁的贝克博士像是想到了什么,神色微动,转头向李傲请教:
“李教授,这是ALHAT组刚从新一轮硬件测试中整理出的原始数据。此前的着陆任务仿真采用的是接口规范给出的标称时延,这批实测标定结果还没有纳入模型。
“不知道能否请您帮忙复核一下,重点检查多传感器的时标对齐参数与状态估计结果。”
贝克团队主攻ALHAT的地形探测、测距测速与相对导航,直接决定了着陆器能否实时获取精准的状态参数。
这一模块与李傲开发的接口算法相辅相成,两者相依相存,任何环节出现微小的数学偏差,都可能导致最终的降落功亏一篑。
起初贝克对自家团队的数据处理颇具信心,但在见识了李傲那惊世骇俗的算法推导能力后,心里反倒有些打鼓,生怕导航端隐藏着尚未察觉的逻辑瑕疵。
他深知李傲最杰出的能力其实是数学功底,这才动了请这位大师级学者亲自出面重新审阅数据的念头。
这相当于请李傲对他们团队的关键处理结果再做一次独立复核。
霍华德闻言也来了兴致,笑着补充道:“如果李教授也能复核一遍,我们进行硬件联调时就能多一分把握。”
“行,那我先看看数据。”李傲爽快地应了下来。
目前接口算法已经取得首轮任务仿真和故障测试结果,后续的重复测试有哈里斯等人负责,李傲正好可以暂时抽出手来。
李傲接下任务,随同霍华德与贝克来到了ALHAT组的工作区。
这里专门负责多传感器同步与相对导航状态估计。
一踏入这片区域,铺天盖地的学术气息便扑面而来。
周围的玻璃白板上,密密麻麻地写满了关于时标同步与状态估计的推导公式。
李傲在贝克的工位前坐下,接过递来的硬件实测原始数据集与状态估计推导报告,随即沉浸到了严密的计算验证之中。
工作区内的其他工程人员虽久仰李傲的大名,但神色间并无多少惶恐,反而透着几分自信。
作为被选中参与NASA核心项目的顶尖工程师,他们每个人都是同辈中的佼佼者,对自己耗费数月心血算出的时标与状态估计结果,抱有强烈的信心。
在他们看来,这套经受过反复交叉核验的数据绝不可能出错。
李傲并未在意旁人的心思。他借助【模型分析】,按照时戳基准转换、时标外推模型、姿态与杆臂耦合、状态预测和量测更新的顺序,对整套数据处理过程逐项检查。
凭借极其敏锐的数学直觉与强大的推导能力,他的推演效率惊人,眼前甚至浮现出系统的属性提示。
【高强度数据分析中……智力属性+0.1】
仅用了不到一个小时,李傲便停下了手中的笔,抬眼看向守在一旁观察的贝克与霍华德。
李傲开门见山地给出了结论:
“依据激光雷达与惯性测量单元(IMU)分别推算出的单源状态估计,数学逻辑非常严密,没有任何问题。
“但是……
“在把激光雷达量测外推到IMU时标时,你们对时间偏移做一阶展开,却把姿态变化与传感器安装杆臂之间的耦合项当成了二阶小量。
“近静态标定时,这一项几乎不会反映在残差里;此前的交叉复核又都沿用了同一套线性化模型,自然会得到彼此一致的结果。可一旦进入高角速度的着陆段,角速度就不能再当作小量,这个耦合项对时间偏移而言仍是一阶项,会让融合状态随着姿态机动产生系统性偏移。”
话音未落,未等贝克出声,组内一位年轻的工程师便猛地站起身来,神情有些难以置信。
“激光雷达与IMU的时标对齐是我全程负责推导和验算的。对那个耦合项的阶数判定,我们做过不止一次交叉复核,不可能有问题。”
“这位是凯尔·默瑟博士,是我们组专门负责多传感器时标同步的工程师。”贝克见状赶忙出言介绍。