一種微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用通用模擬器架構(gòu)的系統(tǒng)硬件對(duì)微小衛(wèi)星設(shè)計(jì)方案各分系統(tǒng)并行仿真，通過(guò)上注不同模型實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同的分系統(tǒng)的閉環(huán)仿真，如仿真姿軌控分系統(tǒng)，電源分系統(tǒng)，熱控分系統(tǒng)到測(cè)控分系統(tǒng)等這些分系統(tǒng)。本發(fā)明采用的通用模擬器架構(gòu)的微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，可同時(shí)快速仿真驗(yàn)證多個(gè)分系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作狀況。
【專利說(shuō)明】一種微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微小衛(wèi)星【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種微小衛(wèi)星快速仿真系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]微小衛(wèi)星設(shè)計(jì)要求盡量減少地面試驗(yàn)，壓低成本，壓縮周期。因此要求對(duì)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行大量仿真驗(yàn)證為主。而微小衛(wèi)星雖小，仍分系統(tǒng)眾多。對(duì)于總體方案設(shè)計(jì)下的分系統(tǒng)方案并行運(yùn)行需要有快速的驗(yàn)證方法，能仿真整個(gè)微小衛(wèi)星在各個(gè)分系統(tǒng)并行運(yùn)行下的工作狀態(tài)，才能夠達(dá)到壓低成本和壓縮周期的效果。
[0003]但是，現(xiàn)有的仿真都是單獨(dú)的系統(tǒng)仿真模擬器，當(dāng)前仿真系統(tǒng)大多數(shù)仿真姿控部分，無(wú)法進(jìn)行能源、熱控、測(cè)控在類的多個(gè)分系統(tǒng)的并行仿真。即現(xiàn)有的微小衛(wèi)星仿真無(wú)法同時(shí)進(jìn)行多個(gè)分系統(tǒng)的快速仿真，驗(yàn)證總體方案設(shè)計(jì)能力，只有簡(jiǎn)單的地面對(duì)接測(cè)試，最終等待上天驗(yàn)證。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用通用模擬器架構(gòu)對(duì)微小衛(wèi)星設(shè)計(jì)方案各分系統(tǒng)快速并行仿真，可同時(shí)快速仿真驗(yàn)證星務(wù)、姿控、測(cè)控、能源、熱控多種分系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作狀況。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案:
一種微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，所述系統(tǒng)基于通用模擬器架，所述系統(tǒng)硬件包括若干個(gè)分系統(tǒng)硬件和對(duì)應(yīng)的上位配置機(jī)，所述分系統(tǒng)硬件由主控制器板和若干塊可編程智能接口板組成，所述主控制器板和若干塊可編程智能接口板通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行通信，上位配置機(jī)連接所述主控制器板，所述分系統(tǒng)通過(guò)所述可編程智能接口板與星上系統(tǒng)軟件連接；采用基本simulink的快速代碼生成法生成實(shí)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行模型，各個(gè)分系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的上位配置機(jī)對(duì)所述主控制器板加載物理模型和組件模型，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)所述通用智能接口板的接口配置，然后各個(gè)分系統(tǒng)在星上系統(tǒng)軟件的控制下實(shí)現(xiàn)并行快速仿真驗(yàn)證。
[0006]進(jìn)一步地，各分系統(tǒng)模型的具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程是:采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，對(duì)simulink模型模塊的代碼交叉編譯，生成可執(zhí)行代碼，在所述主控制器板實(shí)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)態(tài)加載所述可執(zhí)行代碼。
[0007]進(jìn)一步地，所述上位配置機(jī)配置過(guò)程中模型與接口配置通過(guò)調(diào)動(dòng)不同的配置腳本對(duì)simulink中的模型參數(shù)與S-funct1n中的接口參數(shù)改動(dòng)，然后交叉編譯生成可執(zhí)行代碼。
[0008]進(jìn)一步地，接口配置的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)仿真系統(tǒng)運(yùn)行可執(zhí)行代碼中通過(guò)共享內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置接口板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009]進(jìn)一步地，上位配置機(jī)通過(guò)網(wǎng)口與所述主控制器板進(jìn)行通信。
[0010]進(jìn)一步地，所述可編程智能接口板的接口是DA/AD、PCM、數(shù)字10、串口或PWM。
[0011]進(jìn)一步地，所述微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)姿軌控分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)的閉環(huán)仿真。
[0012]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的分系統(tǒng)的通用設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)分系統(tǒng)仿真的通用工作流程圖；
圖3是姿控分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)施示意圖；
圖4是能源分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)施示意圖；
圖5是測(cè)控分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)施示意圖；
圖6是熱控分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)施示意圖。
[0014]

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]本發(fā)明采用基于不同分系統(tǒng)的通用模擬器硬件結(jié)構(gòu)形成快速仿真測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)上注不同模型實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同分系統(tǒng)的閉環(huán)仿真，如仿真姿軌控分系統(tǒng)，電源分系統(tǒng)，熱控分系統(tǒng)到測(cè)控分系統(tǒng)等這些分系統(tǒng)的閉環(huán)仿真。
[0017]本發(fā)明分系統(tǒng)的硬件采用通用的模擬器結(jié)構(gòu):模型與硬件完全的分離設(shè)計(jì)，即模型集成于控制板內(nèi)，通過(guò)軟件剪裁即可實(shí)時(shí)運(yùn)行，而設(shè)備硬件接口由通用接口板系列構(gòu)成，兩者之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行通訊。
[0018]附圖1是本發(fā)明的仿真系統(tǒng)中的分系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，分系統(tǒng)硬件由主控制器板和若干塊可編程智能接口板組成，所述主控制器板和若干塊通用智能接口板通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行通信。上位配置機(jī)連接所述主控制器板，所述分系統(tǒng)通過(guò)所述可編程智能接口板與星上系統(tǒng)軟件連接。
[0019]本發(fā)明的模型軟件采用基本simulink的快速代碼生成法生成實(shí)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行模型。對(duì)各分系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程是:采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，對(duì)simulink模型模塊的代碼交叉編譯，生成可執(zhí)行代碼。在控制器板實(shí)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可動(dòng)態(tài)加載所述可執(zhí)行代碼。
[0020]其中，在上位配置機(jī)配置過(guò)程中模型與接口配置主要通過(guò)調(diào)動(dòng)不同的配置腳本對(duì)simulink中的模型參數(shù)與S-funct1n中的接口參數(shù)改動(dòng)，然后交叉編譯生成可執(zhí)行代碼。其中接口配置的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)仿真系統(tǒng)運(yùn)行可執(zhí)行代碼中通過(guò)共享內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置接口板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0021]上位配置機(jī)主要通過(guò)網(wǎng)口與本發(fā)明的仿真系統(tǒng)進(jìn)行通信。所有可編程智能接口板接口可以是DA/AD、PCM、數(shù)字10、串口、PWM等。
[0022]附圖2是具體實(shí)現(xiàn)分系統(tǒng)仿真的通用工作流程圖，首先，將分系統(tǒng)的物理模型以及組件模型由上位配置機(jī)下載到主控制器板運(yùn)行，然后上位機(jī)配置分系統(tǒng)的初始仿真條件并上注。分系統(tǒng)所需的硬件接口由通用智能接口板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0023]附圖3所示的是姿控分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)施；附圖4所示的是能源分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)施，能源分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)現(xiàn):模擬電源能源分配、能源均衡、各單機(jī)電源功耗；附圖5所示的是測(cè)控分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)施；附圖6所示的是熱控分系統(tǒng)的仿真具體實(shí)施。
[0024]本發(fā)明的微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)采用通用模擬器架構(gòu)對(duì)微小衛(wèi)星設(shè)計(jì)方案的各分系統(tǒng)并行仿真，可同時(shí)快速仿真驗(yàn)證多個(gè)分系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作狀況。
[0025]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，所述系統(tǒng)基于通用模擬器架，所述系統(tǒng)硬件包括若干個(gè)分系統(tǒng)硬件和對(duì)應(yīng)的上位配置機(jī)，所述分系統(tǒng)硬件由主控制器板和若干塊可編程智能接口板組成，所述主控制器板和若干塊可編程智能接口板通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行通信，上位配置機(jī)連接所述主控制器板，所述分系統(tǒng)通過(guò)所述可編程智能接口板與星上系統(tǒng)軟件連接；采用基本Simulink的快速代碼生成法生成實(shí)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行模型，各個(gè)分系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的上位配置機(jī)對(duì)所述主控制器板加載物理模型和組件模型，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)所述通用智能接口板的接口配置，然后各個(gè)分系統(tǒng)在星上系統(tǒng)軟件的控制下實(shí)現(xiàn)并行快速仿真驗(yàn)證。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，其特征在于:各分系統(tǒng)模型的具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程是:采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，對(duì)simulink模型模塊的代碼交叉編譯，生成可執(zhí)行代碼，在所述主控制器板實(shí)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)態(tài)加載所述可執(zhí)行代碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述上位配置機(jī)配置過(guò)程中模型與接口配置通過(guò)調(diào)動(dòng)不同的配置腳本對(duì)simulink中的模型參數(shù)與S-funct1n中的接口參數(shù)改動(dòng)，然后交叉編譯生成可執(zhí)行代碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，其特征在于:，接口配置的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)仿真系統(tǒng)運(yùn)行可執(zhí)行代碼中通過(guò)共享內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置接口板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，其特征在于:上位配置機(jī)通過(guò)網(wǎng)口與所述主控制器板進(jìn)行通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述可編程智能接口板的接口是DA/AD、PCM、數(shù)字10、串口或PWM。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述微小衛(wèi)星多個(gè)分系統(tǒng)快速仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)姿軌控分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)的閉環(huán)仿真。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK104503437SQ201410756940
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】何波 申請(qǐng)人:深圳航天東方紅海特衛(wèi)星有限公司