CN104503437B - 一种微小卫星多个分系统快速仿真系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微小卫星多个分系统快速仿真系统，该系统使用通用模拟器架构的系统硬件对微小卫星设计方案各分系统并行仿真，通过上注不同模型实现多个不同的分系统的闭环仿真，如仿真姿轨控分系统，电源分系统，热控分系统到测控分系统等这些分系统。本发明采用的通用模拟器架构的微小卫星多个分系统快速仿真系统，可同时快速仿真验证多个分系统协调工作状况。

Description

一种微小卫星多个分系统快速仿真系统
技术领域
本发明涉及微小卫星技术领域，特别涉及一种微小卫星快速仿真系统。
背景技术
微小卫星设计要求尽量减少地面试验，压低成本，压缩周期。因此要求对总体设计方案进行大量仿真验证为主。而微小卫星虽小，仍分系统众多。对于总体方案设计下的分系统方案并行运行需要有快速的验证方法，能仿真整个微小卫星在各个分系统并行运行下的工作状态，才能够达到压低成本和压缩周期的效果。
但是， 现有的仿真都是单独的系统仿真模拟器，当前仿真系统大多数仿真姿控部分，无法进行能源、热控、测控在类的多个分系统的并行仿真。即现有的微小卫星仿真无法同时进行多个分系统的快速仿真，验证总体方案设计能力，只有简单的地面对接测试，最终等待上天验证。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种微小卫星多个分系统快速仿真系统，该系统使用通用模拟器架构对微小卫星设计方案各分系统快速并行仿真，可同时快速仿真验证星务、姿控、测控、能源、热控多种分系统协调工作状况。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种微小卫星多个分系统快速仿真系统，所述系统基于通用模拟器架，所述系统硬件包括若干个分系统硬件和对应的上位配置机，所述分系统硬件由主控制器板和若干块可编程智能接口板组成，所述主控制器板和若干块可编程智能接口板通过标准总线进行通信，上位配置机连接所述主控制器板，所述分系统通过所述可编程智能接口板与星上系统软件连接；采用基本simulink的快速代码生成法生成实时系统运行模型，各个分系统对应的上位配置机对所述主控制器板加载物理模型和组件模型，以及实现对所述通用智能接口板的接口配置，然后各个分系统在星上系统软件的控制下实现并行快速仿真验证。
进一步地，各分系统模型的具体实现的过程是：采用实时操作系统，对simulink模型模块的代码交叉编译，生成可执行代码，在所述主控制器板实时系统运行时，动态加载所述可执行代码。
进一步地，所述上位配置机配置过程中模型与接口配置通过调动不同的配置脚本对simulink中的模型参数与S-function中的接口参数改动，然后交叉编译生成可执行代码。
进一步地，接口配置的实现是通过仿真系统运行可执行代码中通过共享内存动态配置接口板来实现。
进一步地，上位配置机通过网口与所述主控制器板进行通信。
进一步地，所述可编程智能接口板的接口是DA/AD、PCM、数字IO、串口或PWM。
进一步地，所述微小卫星多个分系统快速仿真系统实现姿轨控分系统、电源分系统、热控分系统、测控分系统的闭环仿真。
附图说明
图1是本发明的分系统的通用设备硬件结构框图；
图2是本发明具体实现分系统仿真的通用工作流程图；
图3是姿控分系统的仿真具体实施示意图；
图4是能源分系统的仿真具体实施示意图；
图5是测控分系统的仿真具体实施示意图；
图6是热控分系统的仿真具体实施示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明采用基于不同分系统的通用模拟器硬件结构形成快速仿真测试系统，通过上注不同模型实现多个不同分系统的闭环仿真，如仿真姿轨控分系统，电源分系统，热控分系统到测控分系统等这些分系统的闭环仿真。
本发明分系统的硬件采用通用的模拟器结构：模型与硬件完全的分离设计，即模型集成于控制板内，通过软件剪裁即可实时运行，而设备硬件接口由通用接口板系列构成，两者之间通过标准总线进行通讯。
附图1是本发明的仿真系统中的分系统的硬件结构框图，分系统硬件由主控制器板和若干块可编程智能接口板组成，所述主控制器板和若干块通用智能接口板通过标准总线进行通信。上位配置机连接所述主控制器板，所述分系统通过所述可编程智能接口板与星上系统软件连接。
本发明的模型软件采用基本simulink的快速代码生成法生成实时系统运行模型。对各分系统具体实现的过程是：采用实时操作系统，对simulink模型模块的代码交叉编译，生成可执行代码。 在控制器板实时系统运行时，可动态加载所述可执行代码。
其中， 在上位配置机配置过程中模型与接口配置主要通过调动不同的配置脚本对simulink中的模型参数与S-function中的接口参数改动，然后交叉编译生成可执行代码。其中接口配置的实现是通过仿真系统运行可执行代码中通过共享内存动态配置接口板来实现。
上位配置机主要通过网口与本发明的仿真系统进行通信。所有可编程智能接口板接口可以是DA/AD、PCM、数字IO、串口、PWM等。
附图2是具体实现分系统仿真的通用工作流程图，首先，将分系统的物理模型以及组件模型由上位配置机下载到主控制器板运行，然后上位机配置分系统的初始仿真条件并上注。分系统所需的硬件接口由通用智能接口板来实现。
附图3所示的是姿控分系统的仿真具体实施；附图4所示的是能源分系统的仿真具体实施，能源分系统的仿真具体实现：模拟电源能源分配、能源均衡、各单机电源功耗；附图5所示的是测控分系统的仿真具体实施；附图6所示的是热控分系统的仿真具体实施。
本发明的微小卫星多个分系统快速仿真系统采用通用模拟器架构对微小卫星设计方案的各分系统并行仿真，可同时快速仿真验证多个分系统协调工作状况。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种微小卫星多个分系统快速仿真系统，所述系统基于通用模拟器架对微小卫星设计方案各分系统快速并行仿真，所述系统硬件包括若干个分系统硬件和对应的上位配置机；所述分系统硬件由主控制器板和若干块可编程智能接口板组成，所述主控制器板和若干块可编程智能接口板通过标准总线进行通信，上位配置机连接所述主控制器板，所述分系统通过所述可编程智能接口板与星上系统软件连接；采用基本simulink的快速代码生成法生成实时系统运行模型，各个分系统对应的上位配置机对所述主控制器板加载物理模型和组件模型，以及实现对通用智能接口板的接口配置，然后各个分系统在星上系统软件的控制下实现并行快速仿真验证。
2.根据权利要求1所述的多个分系统快速仿真系统，其特征在于：各分系统模型的具体实现的过程是：采用实时操作系统，对simulink模型模块的代码交叉编译，生成可执行代码，在所述主控制器板实时系统运行时，动态加载所述可执行代码。
3.根据权利要求1所述的多个分系统快速仿真系统，其特征在于：所述上位配置机配置过程中模型与接口配置通过调动不同的配置脚本对simulink中的模型参数与S-function中的接口参数改动，然后交叉编译生成可执行代码。
4.根据权利要求3所述的多个分系统快速仿真系统，其特征在于：接口配置的实现是通过仿真系统运行可执行代码中通过共享内存动态配置接口板来实现。
5.根据权利要求1所述的多个分系统快速仿真系统，其特征在于：上位配置机通过网口与所述主控制器板进行通信。
6.根据权利要求1所述的多个分系统快速仿真系统，其特征在于：所述可编程智能接口板的接口是DA/AD、PCM、数字IO、串口或PWM。
7.根据权利要求1所述的多个分系统快速仿真系统，其特征在于：所述微小卫星多个分系统快速仿真系统实现姿轨控分系统、电源分系统、热控分系统、测控分系统的闭环仿真。
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