CN111241641A - 一种微小卫星的数字化研制平台 - Google Patents
一种微小卫星的数字化研制平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111241641A CN111241641A CN202010047587.7A CN202010047587A CN111241641A CN 111241641 A CN111241641 A CN 111241641A CN 202010047587 A CN202010047587 A CN 202010047587A CN 111241641 A CN111241641 A CN 111241641A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microsatellite
- model
- satellite
- design
- virtual
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 title claims abstract description 323
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 152
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 14
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 7
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 4
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 3
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 3
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000008571 general function Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明实施例公开了一种微小卫星的数字化研制平台，包括：微小卫星数字化设计系统，用于根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；微小卫星虚拟装配系统，用于按照设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；微小卫星虚拟试验系统，用于按照设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的目标分析模型；基于目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及航天技术领域，尤其涉及一种微小卫星的数字化研制平台。
背景技术
面向全球覆盖、应急遥感等迫切需求，以美国为首开展了多项百颗微小卫星快速全球覆盖技术研究，凭借覆盖广、重访快、成本低等优势在卫星领域形成了一支全新力量。未来几年，微小卫星发射将迎来高峰，动辄要发射上百颗卫星进行快速全球覆盖。
低成本、大规模集群应用、快速应急响应是微小卫星的最显著特点，然而传统基于定制的单星研制模式已不能满足微小卫星批量化、快速研制的需要。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种微小卫星的数字化研制平台，能够满足微小卫星批量化研制，从而提高微小卫星大规模且快速研制能力。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种微小卫星的数字化研制平台，包括：
微小卫星数字化设计系统，用于根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据所述微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择出待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；
微小卫星虚拟装配系统，用于按照所述设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；
微小卫星虚拟试验系统，用于按照所述设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与所述待设计微小卫星的卫星模型对应的目标分析模型；基于所述目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。
第二方面，本发明实施例提供了一种微小卫星的数字化研制平台，包括：
存储器，用于存储能够在处理器上运行的计算机程序；
所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行以下步骤：
根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据所述微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；按照所述设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；按照所述设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与所述待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的目标分析模型；基于所述目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。
本发明实施例提供了一种微小卫星的数字化研制平台，包括：微小卫星数字化设计系统，用于根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；微小卫星虚拟装配系统，用于按照设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；微小卫星虚拟试验系统，用于按照设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的目标分析模型；基于目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。采用上述技术实现方案，基于微小卫星的数字化研制平台，可以通过微小卫星数字化设计系统，在微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中进行待设计微小卫星的卫星模型的设计，通过微小卫星虚拟装配系统模拟装配过程，且通过微小卫星虚拟试验系统模拟虚拟环境试验，来判断待设计微小卫星的设计方案是否可行，也就是说，微小卫星的数字化研制平台提供了模块化卫星部件的选择，虚拟的装配和环境试验，可以快速且便利的实现微小卫星的研制和校验，即提高微小卫星大规模且快速研制能力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种微小卫星的数字化研制平台的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的一种示例性的微小卫星数字化产品库的组成示意图；
图3为本发明实施例提供的一种示例性的微小卫星的数字化研制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种微小卫星的数字化研制平台的结构示意图二。
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。
本发明实施例提供了一种微小卫星的数字化研制平台1，如图1所示，包括：
微小卫星数字化设计系统10，用于根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据所述微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；
微小卫星虚拟装配系统11，用于按照所述设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；
微小卫星虚拟试验系统12，用于按照所述设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与所述待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的目标分析模型；基于所述目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。
在本发明实施例中，批量化微小卫星试验的数字化研制平台，通过数字化研制平台中的微小卫星数字化设计系统、微小卫星虚拟装配系统和微小卫星虚拟试验系统进行针对批量化微小卫星的研制。
在本发明实施例中，批量化微小卫星研制方法面向的微小卫星涵盖微纳卫星、小卫星范畴。结合微小卫星空间组网的需求背景(即整个卫星集群分序列、分批次研制，单次多颗微小卫星同时研制)，微小卫星数字化设计系统面向批量化研制的快速试验要求，以自主研制的微小卫星数字化研制平台中的微小卫星产品库、微小卫星分析库和微小卫星知识库为基础。数字化研制平台中包括：微小卫星数字化设计系统、微小卫星数字化产品库、微小卫星虚拟装配系统和微小卫星虚拟试验系统。其中，微小卫星数字化设计系统是通过微小卫星数字化产品库进行微小卫星的设计的。
在本发明实施例中，微小卫星数字化产品库包括：微小卫星设计模型库、微小卫星分析模型库和微小卫星知识库；其中，微小卫星设计模型库为四级结构，分别为零部件级模型库(型谱化零件、部件模型库总装直属件模型库)、独立功能单元模型库、分系统级模型库和微小卫星模型库；微小卫星分析模型库为四级结构模型，分别为零部件级分析模型库、独立功能单元分析模型库、分系统级分析模型库和微小卫星分析模型库。
需要说明的是，微小卫星数字化产品库中包括有结合微小卫星特点，针对典型微小卫星应用，依据任务类型和重量等级等进行了卫星设计、梳理，形成了基于标准化、型谱化的微小卫星设计模型库、微小卫星分析模型库和微小卫星知识库。其中，如图2所示，微小卫星设计模型库为四级结构模型，分别为零部件级模型库、独立功能单元模型库、分系统级模型库和微小卫星模型库。而对应上述微小卫星型谱化的数字产品实例，依据其在微小卫星系统中的应用和所受环境载荷情况，建立了这些不同单元对应的力学分析模型、热学分析模型等，从而形成了分析模型库。分析模型库中的分析模型与设计模型库中的标准化产品一一对应，包括零部件级分析模型库(型谱化零件、部件分析模型库总装直属件分析模型库)、独立功能单元分析模型库、分系统级分析模型库和微小卫星分析模型库。最后，为便于微小卫星设计、分析按照标准规范高效展开，建立了微小卫星知识库，微小卫星知识库由先验知识库、设计模型和分析模型之间的映射关系库的映射库组成。其中，先验知识库包含零部件、功能单元、分系统和典型卫星的选型规范及设计标准、各类型接口选型规范及设计标准、实际产品的前期验证与使用情况。映射关系库主要是知识库相关文档对产品库的映射关系说明及检索、知识文档对分析模型库的映射关系说明及检索。
在本发明实施例中，微小卫星数字化设计系统用于进行微小卫星的设计功能。在设计微小卫星时，先获取设计任务对应的任务需求，再根据任务需求，确定微小卫星的总体指标，基于总体指标和微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库，选择出四级结构模型，组成满足需求的待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案。
在本发明实施例中，任务需求为待设计微小卫星的需要实现的功能或应用的需求；总体指标用于表征待设计微小卫星的指标需求。
在本发明的一些实施例中，虚拟装配包括：卫星总装、装配序列规划和装配路径规划。微小卫星的数字化研制平台将待设计微小卫星的卫星模型导入微小卫星虚拟装配系统，可以实现对待设计微小卫星的卫星模型的卫星总装、装配序列规划和装配路径规划，从而得到装配工艺相关信息。
在本发明的实施例中，该装配工艺相关信息包括以下至少一种：卫星的装配工艺文件、装配序列、装配路径，装配工具和装配过程动画。其中，装配工艺相关信息与虚拟装配的功能对应，进行装配序列规划，就可以得到装配序列，进行装配路径规划，就可以得到装配路径，装配完成，可以基于虚拟装配的过程生成装配工艺文件，获知装配工具，并且还可以将装配的整个过程进行记录，形成装配过程动画。这样，在基于设计方案，制作出微小卫星后，可以参考卫星的装配工艺文件、装配序列、装配路径，装配工具和装配过程动画进行装配，具有指导装配的作用，可以提高装配效率。
需要说明的是，装配工艺相关信息可以以机械图和装配图等形式体现，本发明实施例不作限制。
在本发明实施例中，微小卫星虚拟试验系统为卫星力学试验和热试验提供虚拟现实下的试验环境，通过虚拟试验系统可完成虚拟现实环境下的卫星振动环境试验和热环境试验等多种试验，得到虚拟试验结果，使得后续可以根据该虚拟试验结果确定设计的微小卫星是否达标。
可以理解的是，基于微小卫星的数字化研制平台，可以通过微小卫星数字化设计系统，在微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中进行组成待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型的选择，通过微小卫星虚拟装配系统模拟装配过程，且通过微小卫星虚拟试验系统模拟虚拟环境试验，来判断待设计微小卫星的设计方案是否可行，也就是说，微小卫星的数字化研制平台提供了模块化卫星部件的选择，虚拟的装配和环境试验，可以快速且便利的实现微小卫星的研制和校验，即提高微小卫星大规模且快速研制能力。
在本发明的一些实施例中，所述微小卫星数字化设计系统10，还用于根据所述微小卫星的总体指标，从所述微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择卫星单机设备模型和载荷模型，生成卫星单机设备和载荷的配置清单；基于所述卫星单机设备和载荷的配置清单，获取所述卫星单机设备和载荷的安装和热控要求；根据所述卫星单机设备和载荷的安装和热控要求，从所述微小卫星设计模型库中选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案。
在本发明实施例中，微小卫星数字化设计系统用于进行微小卫星的设计功能。在设计微小卫星时，先获取设计任务对应的任务需求，再根据任务需求，确定微小卫星的总体指标，基于总体指标来进行卫星单机设备和载荷的选择，并生成卫星单机设备和载荷的配置清单，从而获取与卫星单机设备和载荷的配置清单匹配的卫星单机设备及载荷的安装和热控要求；接着，根据卫星单机设备和载荷的安装和热控要求，从微小卫星设计模型库中选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案。
在本发明的一些实施例中，所述微小卫星数字化设计系统10，还用于根据所述卫星单机设备和载荷的安装和热控要求，从所述微小卫星设计模型库中选择功能结构单元；当功能结构单元覆盖所述卫星单机设备模型和载荷模型时，选择杆件模型和连接接头模型，从而选择出了四级结构模型，组成所述待设计微小卫星的卫星模型，得到所述待设计微小卫星的设计方案。
在本发明的一些实施例中，所述微小卫星数字化设计系统10，还用于根据所述卫星单机设备和载荷的安装和热控要求，从所述微小卫星设计模型库中选择功能结构单元；当功能结构单元未覆盖所述卫星单机设备模型和载荷模型时，从所述微小卫星设计模型库中选择出与未覆盖的卫星单机设备模型和载荷模型对应的仪器安装板模型，再选择杆件模型和连接接头模型，从而选择出了四级结构模型，组成所述待设计微小卫星的卫星模型，得到所述待设计微小卫星的设计方案。
在本发明实施例中，微小卫星数字化设计系统在微小卫星设计模型库中的通用结构单元设计模型库中首先检索满足安装及热控要求的功能结构单元，如果经过选型的功能结构单元可以覆盖配置清单中的载荷和所有卫星单机设备，则转入进行连接杆件模型(杆件模型和连接接头模型)的选型，从而组成了待设计微小卫星的卫星模型，形成待设计微小卫星的设计方案。当功能结构单元未覆盖所述卫星单机设备模型和载荷模型时，对于未完成装配的卫星单机设备和载荷，即未覆盖的卫星单机设备模型和载荷模型进行二次检索，从微小卫星设计模型库查找符合要求的仪器安装板结构单元，即仪器安装板模型。将卫星单机设备模型和载荷模型安装在仪器安装板模型上，再从在微小卫星设计模型库进行杆件和连接接头的选型，选择出杆件模型和连接接头模型，这样就组成了待设计微小卫星的卫星模型，最终形成初步的微小卫星设计方案。
可以理解的是，基于数字化研制平台的卫星设计核心为选模型，即卫星的设计过程为类似于电脑装机的选配过程，效率高、继承性好。
在本发明的一些实施例中，所述微小卫星虚拟装配系统11，还用于按照所述设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配、干涉检查和卫星的质量特征分析，得到装配工艺相关信息、干涉检查结果和分析结果。
在本发明实施例中，采用虚拟装配技术进行在微小卫星虚拟装配系统中进行标准通用结构单元、仪器设备(例如卫星单机设备)和载荷的虚拟装配，以及进行装配过程中的干涉检查和卫星的质量特性分析，得到装配工艺相关信息、干涉检查结果和分析结果，基于干涉检查结果和分析结果确定是否存在安装工艺问题，若存在安装工艺问题，则通过微小卫星数字化设计系统修改设计方案至安装工艺合理及最优化为止。
可以理解的是，微小卫星的数字化研制平台在设计阶段就可以利用数字化虚拟装配技术手段在微小卫星虚拟装配系统中并行生成装配工艺，并在设计中充分考虑了装配工艺最优的问题，可有效避免卫星总装时才会发现的设计缺陷，是考虑了装配的最优设计，提高了微小卫星研制的准确性，减少了微小卫星研制的周期。
在本发明的一些实施例中，所述微小卫星虚拟试验系统12，还用于将所述目标分析模型安装至对应的虚拟试验环境中，进行虚拟环境试验，得到所述虚拟试验结果。
在本发明实施例中，微小卫星虚拟试验系统按照设计方案(例如所设计卫星的配置清单)，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的目标分析模型；基于目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。
也就是说，根据所设计的卫星形式在虚拟试验系统中，对在微小卫星分析模型库中检索并提取对应的所有与待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的分析模型，组装生成用于力学试验、热试验的卫星分析模型(即目标分析模型)，将卫星分析模型分别安装至对应的虚拟试验环境(虚拟力学试验环境或虚拟热试验环境)，分别进行虚拟模态试验、动力学试验和热试，得到虚拟试验结果，最后依据虚拟试验的考核结果对不符合要求的卫星设计方案进行设计更改和设计优化。
在本发明的一些实施例中，所述虚拟环境试验包括：虚拟模态试验、虚拟动力学试验和虚拟热试验。
在本发明的一些实施例中，所述微小卫星虚拟试验系统12，还用于当所述虚拟试验结果满足考核要求时，完成一次微小卫星设计；当所述虚拟试验结果未满足考核要求时，获取问题定位；
所述微小卫星数字化设计系统10，还用于基于所述问题定位，从所述微小卫星设计模型库中重新选择，组成待设计微小卫星的卫星模型。
在本发明实施例中，当虚拟试验结果满足考核要求时，完成一次微小卫星设计；当虚拟试验结果未满足考核要求时，获取问题定位；微小卫星数字化设计系统会基于问题定位，从微小卫星设计模型库中重新选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，直到将重新设计得到的待设计微小卫星的卫星模型进行再次虚拟环境试验，得到满足考核要求的虚拟试验结果时为止。
需要说明的是，微小卫星虚拟试验系统中的试验环境是地面试验环境的虚拟现实实现，所进行的虚拟环境试验完全映射实际的地面环境试验，是闭环分析；同时，构成卫星分析模型的各单元分析模型是经过真实试验考核入库(分析模型库)的分析模型，因此，虚拟环境试验的精度将远高于传统定制式卫星设计末期的有限元分析。
示例性的，如图3所示，微小卫星的数字化研制平台通过微小卫星数字化设计系统根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择卫星单机设备模型和载荷模型，生成卫星单机设备和载荷的配置清单；基于卫星单机设备和载荷的配置清单，获取卫星单机设备和载荷的安装和热控要求；根据卫星单机设备和载荷的安装和热控要求，从微小卫星设计模型库中选择功能结构单元；当功能结构单元覆盖卫星单机设备模型和载荷模型时，选择杆件模型和连接接头模型，从而选择出了四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；当功能结构单元未覆盖卫星单机设备模型和载荷模型时，从微小卫星设计模型库中选择出与未覆盖的卫星单机设备模型和载荷模型对应的仪器安装板模型，再选择杆件模型和连接接头模型，从而组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；通过微小卫星虚拟装配系统按照设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；通过微小卫星虚拟试验系统按照设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的目标分析模型；基于目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果；当虚拟试验结果满足考核要求时，完成一次微小卫星设计；当虚拟试验结果未满足考核要求时，获取问题定位；通过微小卫星数字化设计系统基于问题定位，从微小卫星设计模型库中重新选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，再进行虚拟装配和虚拟环境试验，直至将重新设计的待设计微小卫星的卫星模型进行再次虚拟环境试验，得到满足考核要求的虚拟试验结果时为止，最终得到了一个整星结构方案。
可以理解的是，本发明实施例中，通过微小卫星的数字化研制平台基于精确分析实现了设计的最优化；且对地面环境试验的全映射虚拟现实分析避免了在后期试验阶段才发现的设计缺陷，避免了设计的反复，节约成本、提高了卫星研制效率。
在本发明的一些实施例中，在通过微小卫星的数字化研制平台，得到考核达标的卫星研制的相关设计和验证后，就可以卫星标准化单元的加工制造了。基于通用结构单元的微小卫星多星并行快速设计完成的同时，其对应的制造信息也已经明确，包含可以预先加工的制造信息和需要在设计状态明确后的定制化制造信息。实现微小卫星快速制造的关键是将预制造特征最大化，如标准杆的直径、壁厚、长度特征，标准板的厚度、外形尺寸、连接孔位特征，标准接头的构型、连接接口、材质特征，单机的连接法兰尺寸特征等，预制造特征的最大化可以最大限度地减少设计状态确定后的加工周期，以提高制造对设计的响应速度并缩短制造自身的周期。
微小卫星快速制造的另外一个层次是功能模块的预制造，可以通过针对通用功能，整体功能选择。某一类载荷和重量等级的微小卫星的功能模块进行标准化设计，如姿控模块、推进模块、供配电模块等，整星系统设计时调用标准功能模块，进而进一步加快微小卫星并行制造的速度。
在本发明实施例中，预制造与设计并行开展。在预制造的基础上，待整星设计固化后，对预制造的单元根据产品最终状态进行精确性加工(即二次加工，此时的加工相对于从无到有的加工方式时间成本将大幅降低)；针对完全定制化的单元(即数字化产品库中不存在的全新设计单元)进行传统意义上的加工制造。
可以理解的是，这里基于数字化研制平台的制造，其模式已经与传统制造模式发生了很大的变化，尤其是对于从微小卫星数字化产品库中选型得来的标准化单元在卫星设计过程中(状态固化前)即可对预制造单元的最大化特征进行加工制造，需要说明的是这里的预制造单元是特征最大化的预制造单元，还不是最终状态的零部件，这样做的目的是避免设计微调时造成产品的报废。
在本发明的一些实施例中，卫星制作完成后，就可以进行卫星的总装集成。本发明实施例中在卫星设计过程中即已通过微小卫星虚拟装配系统进行了总装规划和工艺生成，在设计阶段总装工艺师就已经介入了卫星的研制，设计完成时总装工艺随之制定完成。
可以理解的是，传统的总装工艺设计中总装人员接受的信息为卫星设计信息(设计图、三维模型)，而在本发明实施例中总装人员接受的信息为虚拟现实环境下的卫星设计信息，可以结合虚拟装配软件进行装配过程动画模拟，并借助软件自动生成总装工艺文件，对实际的装配具有指导意义。这样卫星的总装集成依靠专用的批量化微小卫星多星并行装配工装进行装配，用于装配的工装为面向批量化微小卫星的专业化工装，装配效率高，专业化程度高。
可以理解地，在本实施例中，“单元”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等，当然也可以是单元，还可以是模块也可以是非模块化的。
另外，在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
根据上述一种微小卫星的数字化研制平台1以及计算机存储介质，参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种微小卫星的数字化研制平台1的具体硬件结构，包括：存储器102和处理器103；各个组件通过总线系统104耦合在一起。可理解，总线系统104用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统104除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图4中将各种总线都标为总线系统104。其中，
存储器102，用于存储能够在处理器上运行的计算机程序；
所述处理器103，用于在运行所述计算机程序时，执行以下步骤：
根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据所述微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；按照所述设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；按照所述设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与所述待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的目标分析模型；基于所述目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。
可以理解，本发明实施例中的存储器102可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本文描述的系统和方法的存储器102旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
而处理器103可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器103中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器103可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器102，处理器103读取存储器102中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
具体来说，处理器103还配置为运行所述计算机程序时，执行前述技术方案中所述微小卫星的数字化研制平台中所有的实现过程，这里不再进行赘述。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种微小卫星的数字化研制平台，其特征在于，包括：
微小卫星数字化设计系统，用于根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据所述微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择出四级结构模型，组成待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；
微小卫星虚拟装配系统，用于按照所述设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；
微小卫星虚拟试验系统，用于按照所述设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与所述待设计微小卫星的卫星模型的四级结构模型对应的目标分析模型；基于所述目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。
2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，
所述微小卫星数字化设计系统，还用于根据所述微小卫星的总体指标，从所述微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择卫星单机设备模型和载荷模型，生成卫星单机设备和载荷的配置清单；基于所述卫星单机设备和载荷的配置清单，获取所述卫星单机设备和载荷的安装和热控要求；根据所述卫星单机设备和载荷的安装和热控要求，从所述微小卫星设计模型库中选择出所述四级结构模型，组成所述待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案。
3.根据权利要求2所述的平台，其特征在于，
所述微小卫星数字化设计系统，还用于根据所述卫星单机设备和载荷的安装和热控要求，从所述微小卫星设计模型库中选择功能结构单元；当功能结构单元覆盖所述卫星单机设备模型和载荷模型时，选择杆件模型和连接接头模型，从而选择出了四级结构模型，组成所述待设计微小卫星的卫星模型，得到所述待设计微小卫星的设计方案。
4.根据权利要求2所述的平台，其特征在于，
所述微小卫星数字化设计系统，还用于根据所述卫星单机设备和载荷的安装和热控要求，从所述微小卫星设计模型库中选择功能结构单元；当功能结构单元未覆盖所述卫星单机设备模型和载荷模型时，从所述微小卫星设计模型库中选择出与未覆盖的卫星单机设备模型和载荷模型对应的仪器安装板模型，再选择杆件模型和连接接头模型，从而选择出了四级结构模型，组成所述待设计微小卫星的卫星模型，得到所述待设计微小卫星的设计方案。
5.根据权利要求1至4任一项所述的平台，其特征在于，
所述微小卫星虚拟装配系统，还用于按照所述设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配、干涉检查和卫星的质量特征分析，得到装配工艺相关信息、干涉检查结果和分析结果。
6.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，
所述虚拟装配包括：卫星总装、装配序列规划和装配路径规划；
所述装配工艺相关信息包括以下至少一种：卫星的装配工艺文件、装配序列、装配路径，装配工具和装配过程动画。
7.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，
所述微小卫星虚拟试验系统，还用于将所述目标分析模型安装至对应的虚拟试验环境中，进行虚拟环境试验，得到所述虚拟试验结果。
8.根据权利要求1或7所述的平台，其特征在于，
所述虚拟环境试验包括：虚拟模态试验、虚拟动力学试验和虚拟热试验。
9.根据权利要求8所述的平台，其特征在于，
所述微小卫星虚拟试验系统，还用于当所述虚拟试验结果满足考核要求时，完成一次微小卫星设计；当所述虚拟试验结果未满足考核要求时，获取问题定位；
所述微小卫星数字化设计系统，还用于基于所述问题定位，从所述微小卫星设计模型库中重新选择，组成待设计微小卫星的卫星模型。
10.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，
所述微小卫星数字化产品库包括：微小卫星设计模型库、微小卫星分析模型库和微小卫星知识库；其中，所述微小卫星设计模型库为四级模型结构，分别为零部件级模型库、独立功能单元模型库、分系统级模型库和微小卫星模型库；所述微小卫星分析模型库为四级结构模型，分别为零部件级分析模型库、独立功能单元分析模型库、分系统级分析模型库和微小卫星分析模型库。
11.一种微小卫星的数字化研制平台，其特征在于，包括：
存储器，用于存储能够在处理器上运行的计算机程序；
所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行以下步骤：
根据任务需求，确定待设计微小卫星的总体指标；根据所述微小卫星的总体指标，从微小卫星数字化产品库的微小卫星设计模型库中选择出待设计微小卫星的卫星模型，得到待设计微小卫星的设计方案；按照所述设计方案，将待设计微小卫星的卫星模型导入，进行虚拟装配，生成装配工艺相关信息；按照所述设计方案，从微小卫星数字化产品库的微小卫星分析模型库中，确定出与所述待设计微小卫星的卫星模型对应的目标分析模型；基于所述目标分析模型进行虚拟环境试验，得到虚拟试验结果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010047587.7A CN111241641A (zh) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | 一种微小卫星的数字化研制平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010047587.7A CN111241641A (zh) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | 一种微小卫星的数字化研制平台 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111241641A true CN111241641A (zh) | 2020-06-05 |
Family
ID=70866239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010047587.7A Pending CN111241641A (zh) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | 一种微小卫星的数字化研制平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111241641A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112836351A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-25 | 上海利正卫星应用技术有限公司 | 商业微小卫星装星产品正弦振动试验设计方法和系统 |
| CN115964873A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-04-14 | 哈尔滨工大卫星技术有限公司 | 一种智能化的数字化卫星设计调度系统、方法及介质 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070057604A (ko) * | 2005-12-01 | 2007-06-07 | 한국전자통신연구원 | 컴포넌트 기반 위성 모델링에 의한 위성 시뮬레이션 시스템 |
| JP2008007007A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星管制装置 |
| CN101739478A (zh) * | 2008-11-17 | 2010-06-16 | 北京卫星环境工程研究所 | 基于航天器装配仿真技术的虚拟装配系统和虚拟装配方法 |
| CN102456082A (zh) * | 2010-10-25 | 2012-05-16 | 北京卫星环境工程研究所 | 二维-三维相结合的卫星总装工艺规划与仿真方法 |
| WO2015097105A1 (fr) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | Airbus Group Sas | Système de simulation et de test |
| CN107273115A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-10-20 | 哈尔滨工业大学 | 基于标准化模块的卫星快速构建系统及方法 |
| CN109063293A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-21 | 中国空间技术研究院 | 一种基于虚拟仿真技术的卫星总体总装设计风险识别方法 |
| CN109476382A (zh) * | 2016-03-07 | 2019-03-15 | 开放宇宙有限公司 | 用于卫星有效载荷发展的设备和方法 |
| CN110514375A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-29 | 上海卫星装备研究所 | 基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试方法和系统 |
-
2020
- 2020-01-16 CN CN202010047587.7A patent/CN111241641A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070057604A (ko) * | 2005-12-01 | 2007-06-07 | 한국전자통신연구원 | 컴포넌트 기반 위성 모델링에 의한 위성 시뮬레이션 시스템 |
| JP2008007007A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星管制装置 |
| CN101739478A (zh) * | 2008-11-17 | 2010-06-16 | 北京卫星环境工程研究所 | 基于航天器装配仿真技术的虚拟装配系统和虚拟装配方法 |
| CN102456082A (zh) * | 2010-10-25 | 2012-05-16 | 北京卫星环境工程研究所 | 二维-三维相结合的卫星总装工艺规划与仿真方法 |
| WO2015097105A1 (fr) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | Airbus Group Sas | Système de simulation et de test |
| CN109476382A (zh) * | 2016-03-07 | 2019-03-15 | 开放宇宙有限公司 | 用于卫星有效载荷发展的设备和方法 |
| CN107273115A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-10-20 | 哈尔滨工业大学 | 基于标准化模块的卫星快速构建系统及方法 |
| CN109063293A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-21 | 中国空间技术研究院 | 一种基于虚拟仿真技术的卫星总体总装设计风险识别方法 |
| CN110514375A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-29 | 上海卫星装备研究所 | 基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试方法和系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112836351A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-25 | 上海利正卫星应用技术有限公司 | 商业微小卫星装星产品正弦振动试验设计方法和系统 |
| CN115964873A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-04-14 | 哈尔滨工大卫星技术有限公司 | 一种智能化的数字化卫星设计调度系统、方法及介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111062580B (zh) | 一种工作人员与目标项目的匹配方法及电子设备 | |
| CN111241641A (zh) | 一种微小卫星的数字化研制平台 | |
| CN105893227A (zh) | 数据处理方法及装置 | |
| CN112650478B (zh) | 一种嵌入式软件开发平台动态构建方法、系统及设备 | |
| CN112824828B (zh) | 一种激光跟踪仪站位确定方法、系统、电子设备及介质 | |
| Barnard et al. | Ensemble CME modeling constrained by heliospheric imager observations | |
| CN111274686B (zh) | 一种批量化微小卫星试验方法及装置 | |
| CN111581778B (zh) | 舰船电子系统可靠性验证方法、装置、计算机设备和介质 | |
| CN117152114A (zh) | 一种电机生产检测方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| Amador et al. | A robust poly-reference frequency-domain identification method to extract dynamic properties from vibration data | |
| Schaub et al. | Using experimental design to optimize the stereolithography process | |
| Berardengo et al. | The monitoring of palazzo Lombardia in Milan | |
| Wąsik et al. | Model‐Based Dynamic Structural Modification of Machine Tools | |
| CN116070972B (zh) | 汽车零部件抽检的方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN115267861B (zh) | 自动驾驶的融合定位精度测试方法、装置及电子设备 | |
| CN117252040B (zh) | 多应力加速试验分析方法、电子设备和可读存储介质 | |
| Strodl et al. | System Verification: Approach, Methods, and Tools for Galileo | |
| Foley et al. | Single-shot device reliability challenges | |
| CN112256587B (zh) | 基于scrm系统的数据测试方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| Sampson | Digital Shift | |
| Mrohs et al. | Assessment of GNSS a Reference in the Context of Calibration | |
| Spencer et al. | Enhancements to Engineering-scale Reactor Pressure Vessel Fracture Capabilities in Grizzly | |
| Hui et al. | Research on the comprehensive evaluation technology for aerospace components based on readiness level model | |
| Brown et al. | Quantification of dynamic model validation metrics using uncertainty propagation from requirements | |
| CN118082796A (zh) | 一种车辆增程器启停控制方法、装置、电子设备以及介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |