CN102073495A

CN102073495A - 星务和姿态一体化星载计算机时序控制方法

Info

Publication number: CN102073495A
Application number: CN2010106171528A
Authority: CN
Inventors: 陈健; 李冬柏; 耿云海; 徐国栋
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明公开了一种星载计算机时序控制方法，其包括以下步骤：根据任务的优先级建立四个相关基本进程，其依次为：综合管理进程、姿控输入输出进程、总线通信进程和姿态控制计算进程；每隔ΔT秒启动综合管理进程，同步并启动姿控输入输出进程及总线通信进程；通过总线通信进程完成下位机数据采集和管理功能，以及通过姿控输入输出进程采集姿态敏感器数据，同步姿态控制计算进程，并进行姿态控制输出；启动姿态控制计算进程，根据姿态控制计算输入参数进行姿态控制计算，得到姿态控制输出参数。

Description

星务和姿态一体化星载计算机时序控制方法

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体而言，涉及一种星务和姿态一体化星载计算机时序控制方法。

背景技术

随着星载计算机水平的发展，小卫星中将姿态控制计算机和星务管理计算机集成到一起；总线结构的星上网络，要求星载计算机管理更多的下位机。意味着星载计算机软件需完成更多的功能，包括：总线数据管理、姿态敏感器数据采集、姿态控制计算机、以及执行机构控制输出等主要功能，除功能要求外，还包括时序要求等。

然而，现有技术中缺乏一种星务管理和姿态控制计算机一体化后的时序控制解决方案。

发明内容

本发明提供一种星载计算机时序控制方法，用以实现星务管理和姿态控制一体化星载计算机的综合时序控制解决方案。。

为达到上述目的，本发明提供了一种星载计算机时序控制方法，其包括以下步骤：根据任务的优先级建立四个相关基本进程，其依次为：综合管理进程、姿控输入输出进程、总线通信进程和姿态控制计算进程；每隔ΔT秒启动综合管理进程，同步并启动姿控输入输出进程及总线通信进程；通过总线通信进程完成下位机数据采集和管理功能，以及通过姿控输入输出进程采集姿态敏感器数据，同步姿态控制计算进程，并进行姿态控制输出；启动姿态控制计算进程，根据姿态控制计算输入参数进行姿态控制计算，得到姿态控制输出参数。

较佳的，在上述星载计算机时序控制方法中，姿态输入输出进程采用循环计数进行，将计数值标记为con_acsio，该计数从0～N循环，N为自然数，根据计数的不同时执行相应的操作，每个操作执行周期为N×ΔT。

较佳的，在上述星载计算机时序控制方法中，当con_acsio为0时，采集敏感器数据，包括太阳敏感器、星敏感器或光纤陀螺数据；当con_acsio为x时(0＜x＜N)，获取姿态控制计算输入参数，发送信号量启动姿态控制计算；当con_acsio为y时(x＜y＜N)，根据姿态控制计算输出参数对执行机构进行控制。

较佳的，在上述星载计算机时序控制方法中，x×ΔT大于敏感器数据采集时间，(x-y)×ΔT大于姿态计算时间。

在上述实施例中，利用嵌入式操作系统实现了一种星务管理和姿态控制计算机一体化后的综合时序控制解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明一个实施例的星载计算机时序控制方法示意图；

图2为本发明一个实施例的姿态输入输出进程流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为根据本发明一个实施例的星载计算机时序控制方法示意图，其包括以下步骤：

根据任务的优先级建立四个相关基本进程，其依次为：综合管理进程、姿控输入输出进程、总线通信进程和姿态控制计算进程；

每隔ΔT秒启动综合管理进程，同步并启动姿控输入输出进程及总线通信进程；

通过总线通信进程完成下位机数据采集和管理功能，以及通过姿控输入输出进程采集姿态敏感器数据，同步姿态控制计算进程，并进行姿态控制输出；

启动姿态控制计算进程，根据姿态控制计算输入参数进行姿态控制计算，得到姿态控制输出参数。

在本实施例中，利用嵌入式操作系统实现了一种星务管理和姿态控制计算机一体化后的综合时序控制解决方案。

在本实施例中，可以采用嵌入式操作系统建立以下进程，按照优先级由高到低的顺序排列如下：

进程一，综合管理进程，用于完成同步其他进程，使用定时器每间隔ΔT秒启动一次综合管理进程，综合管理进程完成的基本操作：

(1)通过发送信号量(或任一嵌入式操作系统给出的同步机制)启动姿态输入输出进程；

(2)通过发送信号量(或任一嵌入式操作系统给出的同步机制)启动总线通信进程。

进程二，姿控输入输出进程，接收综合管理进程发出的信号量(或任一操作系统给出的同步机制)启动。

图2为本发明一个实施例的姿态输入输出进程流程示意图。姿态输入输出进程完成的操作：

(1)使用循环计数(标记为con_acsio)进行，该计数从0～N循环，计数不同时执行不同的操作，每个操作执行周期为N×ΔT。

(2)当con_acsio为0时，采集敏感器数据，如太阳敏感器、星敏感器或光纤陀螺数据。

(3)当con_acsio为x时(0＜x＜N)，获取姿态控制计算输入参数，发送信号量启动姿态控制计算。

(4)当con_acsio为y时(x＜y＜N)，根据姿态控制计算输出参数进行执行机构控制。

(5)姿态控制周期可通过N和ΔT调节。例如，若进行500ms周期控制需满足N×ΔT＝500ms，可取N＝5、ΔT＝100ms进行控制。

此外，还可根据敏感器时间特性以及处理器计算能力调节x、y为最优值，调节原则为x×ΔT应大于敏感器数据采集时间，(x-y)×ΔT应大于姿态计算时间。

进程三，总线通信进程，用于完成总线中下位机数据的接收和控制；总线通信进程接收综合管理进程发出的信号量(或任一操作系统给出的同步机制)启动。总线通信进程完成的操作：实现系统通信协议。

进程四，姿态控制计算进程，用于完成姿态控制计算。姿态控制计算进程的启动：接收姿态控制输入输出进程发出的信号量。

姿态控制计算进程完成的操作：根据姿态控制计算输入参数，完成姿态控制计算，得到姿态控制输出参数。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种星务和姿态一体化星载计算机时序控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

每隔ΔT秒启动所述综合管理进程，同步并启动所述姿控输入输出进程及所述总线通信进程；

通过所述总线通信进程完成下位机数据采集和管理功能，以及通过所述姿控输入输出进程采集姿态敏感器数据，同步姿态控制计算进程，并进行姿态控制输出；

启动所述姿态控制计算进程，根据姿态控制计算输入参数进行姿态控制计算，得到姿态控制输出参数。

2.根据权利要求1所述的星载计算机时序控制方法，其特征在于，所述姿态输入输出进程采用循环计数进行，将计数值标记为con_acsio，该计数从0～N循环，N为自然数，根据计数的不同时执行相应的操作，每个操作执行周期为N×ΔT。

3.根据权利要求2所述的星载计算机时序控制方法，其特征在于，当con_acsio为0时，采集敏感器数据，包括太阳敏感器、星敏感器或光纤陀螺数据；当con_acsio为x时(0＜x＜N)，获取姿态控制计算输入参数，发送信号量启动姿态控制计算；当con_acsio为y时(x＜y＜N)，根据姿态控制计算输出参数对执行机构进行控制。

4.根据权利要求3所述的星载计算机时序控制方法，其特征在于，x×ΔT大于敏感器数据采集时间，(x-y)×ΔT大于姿态计算时间。