CN114019824B - 基于Modelica的星球车移动过程仿真系统及构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Modelica的星球车移动过程仿真系统及构建方法，该构建方法包括：在Modelica中，依次确定若干个单机模型和环境要素模型；构建得到各单机模型对应的单机模块和各环境要素模型对应的环境要素模块；根据构建得到的单机模块和环境要素模块，结合仿真需求文件和从外部导入的星球车的三维模型及装配信息，完成各单机模块和环境要素模块之间信号流、供电回路的连接，得到星球车移动过程仿真系统。通过本发明实现了星球车运动控制的快速闭环仿真，可为项目论证、算法仿真、构型和配置验证提供依据。
Description
技术领域
本发明属于火星车GNC分系统仿真技术领域，尤其涉及一种基于Modelica的星球车移动过程仿真系统及构建方法。
背景技术
在地外天体表面巡视探测任务中，由于工作环境复杂、与地球之间距离遥远、星球车安全性要求高等因素，决定了星球车GNC系统必须具有多种工作模式以应对极端环境，从而保证科学探测等用户需求的实现及自身安全，这极大提升了系统设计的复杂性。与此同时，由于研制进度与保障条件带来的约束，使得如何在设计阶段引入多学科仿真来辅助设计、快速验证指标要求，进一步压缩研制流程，并在多学科仿真环境中充分覆盖多种工作模式、降低各类真实试验的资源占用和提升试验效率，成为系统设计中亟待解决的问题。
在多学科建模与仿真研究领域中，建模语言至关重要。Modelica语言是欧洲仿真学界在归纳和统一已有的多种建模仿真语言的基础上，公认的一类下一代多领域仿真的统一技术标准。其能够根据物理系统的拓扑结构并基于语言内在的组件连接机制实现模型搭建和多领域集成，再通过求解微分及代数方程来实现仿真运行。
针对星球车运动控制仿真研究中，由于星球车不同移动机构配置差异性大、运动学特性复杂、控制回路硬件配置、性能不同等因素，造成传统仿真方法难以实现星球车运动控制的快速闭环仿真。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于Modelica的星球车移动过程仿真系统及构建方法，可实现星球车运动控制的快速闭环仿真，为项目论证、算法仿真、构型和配置验证提供依据。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，包括：
在Modelica中，依次确定若干个单机模型和环境要素模型；其中，环境要素模型包括：地形高程模型、力学环境模型和运动学模型；单机模型包括：驱动轮模型、转向机构模型、控制计算机模型、轮系里程计算模型和光纤陀螺模型；
构建得到各单机模型对应的单机模块和各环境要素模型对应的环境要素模块；其中，环境要素模块包括：地形高程模块、力学环境模块和运动学模块；单机模块包括：驱动轮模块、转向机构模块、控制计算机模块、轮系里程计算模块和光纤陀螺模块；
根据构建得到的单机模块和环境要素模块，结合仿真需求文件和从外部导入的星球车的三维模型及装配信息，完成各单机模块和环境要素模块之间信号流、供电回路的连接，得到星球车移动过程仿真系统。
在上述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法中，还包括：
在对各单机模块和环境要素模块之间信号流、供电回路进行连接时，对各单机模块和环境要素模块的接口匹配性进行调试；
以真实GNC闭环测试数据为参考，对各单机模块和环境要素模块的参数进行迭代调节，直至各单机模块和环境要素模块与真实单机和真实环境的输入条件相同时，各各单机模块和环境要素模块的输出结果与真实单机和真实环境的输出结果相一致，并固化各单机模块和环境要素模块的参数。
在上述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法中，还包括：在接口匹配性和参数调节完成后，设置不同的运动过程参数，通过所述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统进行仿真试验。
在上述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法中，单机模型和环境要素模型的确定方式如下：
在Modelica中采用模块化的方法，利用Modelica标准库已有的电路组件、电机模型、光源/光路模型、逻辑运算模型和刚性车轮模型，结合星球车的实际组成、运动和功能，分别构建得到各单机模型和环境要素模型。
在上述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法中，
驱动轮模型包括：永磁电机模型、减速器模型和驱动电路模型；
转向机构模型包括：舵机模型、多连杆机构模型和转向机构驱动电路模型；
控制计算机模型包括：姿态计算模型、平动计算模型、控制指令计算模型、电池模型、任务调度模型。
在上述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法中，
驱动轮模块，用于调用驱动电路模型，由驱动电路模型根据外部输入的驱动轮转速指令、供电电流，生成驱动电流信号；调用永磁电机模型，由永磁电机模型根据驱动电流信号，生成转速信号；调用减速器模型，由减速器模型根据转速信号，生成驱动轮的转速、转角和功率，并输出；
转向机构模块，用于调用转向机构驱动电路模型，由转向机构驱动电路模型根据外部输入的转向机构角度指令、供电电流，生成转向机构电流信号；调用舵机模型，由舵机模型根据转向机构电流信号，生成转角信息；调用多连杆机构模型，由多连杆机构模型根据转角信息，生成转向机构的转动力矩和转角，并输出；
轮系里程计算模块，用于根据驱动轮模块输出的驱动轮的转速、转角和功率，以及转向机构模块输出的转向机构的转动力矩和转角，叠加上测量噪声，得到驱动轮的转速、转角和功率的测量值和转向机构的转动力矩和转角的测量值，并输出；
光纤陀螺模块，用于根据车体在当地水平坐标系下的转动角速度和角速度，进行坐标转换，再叠加上测量噪声，得到车体相对于惯性空间的转动角度和角速度的测量值，并输出；
控制计算机模块，用于调用姿态计算模型，由姿态计算模型根据将光纤陀螺模块输出的车体相对于惯性空间的转动角度和角速度的测量值，解算得到当前车体姿态；调用平动计算模型，由平动计算模型根据轮系里程计算模块输出的驱动轮的转速、转角和功率的测量值和转向机构的转动力矩和转角的测量值，解算得到车体平动的位置和速度；调用控制指令计算模型，由控制指令计算模型根据当前车体姿态以及车体平动的位置和速度，生成转向机构角度指令和驱动轮转速指令；调用电池模型，由电池模型根据驱动轮模块、转向机构模块、光纤陀螺模块的额定电压和实际功率，确定光纤陀螺、转向机构、驱动轮的供电电流；调用任务调度模型，由任务调度模型根据设定的任务优先级，确定任务时序和时间片个数安排，并由控制指令计算模型根据确定的任务时序和时间片个数安排，按照优先级调度算法规则调整转向机构角度指令和驱动轮转速指令的发送周期。
在上述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法中，力学环境包括：引力模型和星表/轮系摩擦力模型。
在上述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法中，
地形高程模块，用于提供仿真过程所需的4096×4096个地图格子的高度信息，即根据车体在当前二维平面内位置，输出带有高程信息的轮地接触点三维坐标，将地图二维信息转为三维信息并输出；
力学环境模块，用于调用引力模型，由引力模型根据任务天体本质属性，计算星球车所处经纬度位置引力大小和方向；调用星表/轮系摩擦力模型，由星表/轮系摩擦力模型根据驱动轮与星表接触点的高度、驱动轮功率、车体质量及受引力大小、轮系机械布局，计算得到综合摩擦力；最终，输出当地重力和综合摩擦力；
运动学模块，用于根据驱动轮的转角和转速、转向机构的转角、当地重力和综合摩擦力，通过基于车体几何结构模型的运动学计算，得到星球车实时的位置、速度、姿态角、姿态角速度和车体位置二维坐标，并将车体在当地水平坐标系下转动角速度、角速度输出给光纤陀螺模块。
在上述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法中，一个地图格子代表一个0.1m×0.1m的地块；其中，高度信息采用用-15～15表示，当量为0.03m。
相应的，本发明还公开了一种基于Modelica的星球车移动过程仿真系统，包括：
驱动轮模块，用于根据外部输入的驱动轮转速指令、供电电流，生成驱动轮的转速、转角和功率，并输出；
转向机构模块，用于根据外部输入的转向机构角度指令、供电电流，生成转向机构的转动力矩和转角，并输出；
轮系里程计算模块，用于根据驱动轮模块和转向机构模块的输出，叠加上测量噪声，得到驱动轮的转速、转角和功率的测量值和转向机构的转动力矩和转角的测量值，并输出；
光纤陀螺模块，用于根据车体在当地水平坐标系下的转动角速度和角速度，进行坐标转换，再叠加上测量噪声，得到车体相对于惯性空间的转动角度和角速度的测量值，并输出；
控制计算机模块，用于根据光纤陀螺模块和轮系里程计算模块的输出生成转向机构角度指令和驱动轮转速指令；以及，根据设定的任务优先级，调整转向机构角度指令和驱动轮转速指令的发送周期；
地形高程模块，用于提供仿真过程所需的4096×4096个地图格子的高度信息；
力学环境模块，用于提供仿真过程所需的当地重力和综合摩擦力；
运动学模块，用于提供仿真过程所需的车体在当地水平坐标系下转动角速度、角速度。
本发明具有以下优点：
本发明公开的基于Modelica的星球车移动过程仿真方案，与现有星球车运动控制仿真技术相比的优点在于：
1)多领域协同仿真：星球车GNC系统移动过程仿真建模过程，往往需要通过多个软件，对多个领域的内容进行分立建模，导致数据交互极为复杂且不能进行协同分析的问题，采用Modelica建模可以在同一的平台及框架内，用统一的语言来对多个学科的知识进行描述，进行统一建模与仿真分析。
2)模块化搭建：根据本发明所述方案，可通过模型拖拽式组合，快速组成仿真系统；再通过参数调节，可对星球车运动过程进行快速仿真，可节省代码编写等大量工作。
3)固化研制知识与能力：通过对重点单机、单机关键部组件、关键回路的建模与集同仿真，可加深设计师对产品物理机理的认识水平。同时让不同设计师能够应用多学科的知识在Modelica语言框架内对模型进行不断精化，进行产品及系统的升级迭代。
附图说明
图1是本发明实施例中一种基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中一种环境要素模型、单机模型的构成示意图；
图3是本发明实施例中一种环境要素模块、单机模块的构成示意图；
图4是本发明实施例中一种模块之间信号流、供电回路的连接示意图；
图5是本发明实施例中一种火星车启动过程速度与位移的曲线图；
图6是本发明实施例中一种火星车启动过程电机电压与电流变化的曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
如图1，在本实施例中，该基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，包括：
步骤101，在Modelica中，依次确定若干个单机模型和环境要素模型。
在本实施例中，如图2，环境要素模型包括但不仅限于：地形高程模型、力学环境模型和运动学模型；单机模型包括但不仅限于：驱动轮模型、转向机构模型、控制计算机模型、轮系里程计算模型和光纤陀螺模型。进一步的，力学环境模型、驱动轮模型、转向机构模型和控制计算机模型还可以进一步向下分解：力学环境包括但不仅限于：引力模型和星表/轮系摩擦力模型；驱动轮模型包括但不仅限于：永磁电机模型、减速器模型和驱动电路模型；转向机构模型包括但不仅限于：舵机模型、多连杆机构模型和转向机构驱动电路模型；控制计算机模型包括但不仅限于：姿态计算模型、平动计算模型、控制指令计算模型、电池模型、任务调度模型。
优选的，单机模型和环境要素模型的确定方式可以如下：在Modelica中采用模块化的方法，利用Modelica标准库已有的电路组件、电机模型、光源/光路模型、逻辑运算模型和刚性车轮模型，结合星球车的实际组成、运动和功能，分别构建得到各单机模型和环境要素模型。
步骤102，构建得到各单机模型对应的单机模块和各环境要素模型对应的环境要素模块。
在本实施例中，如图3，环境要素模块包括但不仅限于：地形高程模块、力学环境模块和运动学模块；单机模块包括但不仅限于：驱动轮模块、转向机构模块、控制计算机模块、轮系里程计算模块和光纤陀螺模块。其中，需要说明的是，地形高程模块、力学环境模块、运动学模块、驱动轮模块、转向机构模块、控制计算机模块、轮系里程计算模块和光纤陀螺模块是分别与地形高程模型、力学环境模型、运动学模型、驱动轮模型、转向机构模型、控制计算机模型、轮系里程计算模型和光纤陀螺模型相对应的，换而言之，地形高程模块、力学环境模块、运动学模块、驱动轮模块、转向机构模块、控制计算机模块、轮系里程计算模块和光纤陀螺模块分别为包含地形高程模型、力学环境模型、运动学模型、驱动轮模型、转向机构模型、控制计算机模型、轮系里程计算模型和光纤陀螺模型的模块。
优选的，各模块的功能如表1所示：
表1，模块功能示意表
由上可知，在本实施例中，有：
驱动轮模块，用于调用驱动电路模型，由驱动电路模型根据外部输入的驱动轮转速指令、供电电流，生成驱动电流信号；调用永磁电机模型，由永磁电机模型根据驱动电流信号，生成转速信号；调用减速器模型，由减速器模型根据转速信号，生成驱动轮的转速、转角和功率，并输出。
转向机构模块，用于调用转向机构驱动电路模型，由转向机构驱动电路模型根据外部输入的转向机构角度指令、供电电流，生成转向机构电流信号；调用舵机模型，由舵机模型根据转向机构电流信号，生成转角信息；调用多连杆机构模型，由多连杆机构模型根据转角信息，生成转向机构的转动力矩和转角，并输出。
轮系里程计算模块，用于根据驱动轮模块输出的驱动轮的转速、转角和功率，以及转向机构模块输出的转向机构的转动力矩和转角，叠加上测量噪声，得到驱动轮的转速、转角和功率的测量值和转向机构的转动力矩和转角的测量值，并输出。
光纤陀螺模块，用于根据车体在当地水平坐标系下的转动角速度和角速度，进行坐标转换，再叠加上测量噪声，得到车体相对于惯性空间的转动角度和角速度的测量值，并输出。
控制计算机模块，用于调用姿态计算模型，由姿态计算模型根据将光纤陀螺模块输出的车体相对于惯性空间的转动角度和角速度的测量值，解算得到当前车体姿态；调用平动计算模型，由平动计算模型根据轮系里程计算模块输出的驱动轮的转速、转角和功率的测量值和转向机构的转动力矩和转角的测量值，解算得到车体平动的位置和速度；调用控制指令计算模型，由控制指令计算模型根据当前车体姿态以及车体平动的位置和速度，生成转向机构角度指令和驱动轮转速指令；调用电池模型，由电池模型根据驱动轮模块、转向机构模块、光纤陀螺模块的额定电压和实际功率，确定光纤陀螺、转向机构、驱动轮的供电电流；调用任务调度模型，由任务调度模型根据设定的任务优先级，确定任务时序和时间片个数安排，并由控制指令计算模型根据确定的任务时序和时间片个数安排，按照优先级调度算法规则调整转向机构角度指令和驱动轮转速指令的发送周期。
地形高程模块，用于提供仿真过程所需的4096×4096个地图格子的高度信息，即根据车体在当前二维平面内位置，输出带有高程信息的轮地接触点三维坐标，将地图二维信息转为三维信息并输出。其中，一个地图格子代表一个0.1m×0.1m的地块；高度信息采用用-15～15(0x1111～0x0111，最高位为符号位，1为负，0为正)表示，当量为0.03m。即高度信息为10(0x0110)的地图格子，其高度值为0.3m。
力学环境模块，用于调用引力模型，由引力模型根据任务天体本质属性，计算星球车所处经纬度位置引力大小和方向；调用星表/轮系摩擦力模型，由星表/轮系摩擦力模型根据驱动轮与星表接触点的高度、驱动轮功率、车体质量及受引力大小、轮系机械布局，计算得到综合摩擦力；最终，输出当地重力和综合摩擦力。
运动学模块，用于根据驱动轮的转角和转速、转向机构的转角、当地重力和综合摩擦力，通过基于车体几何结构模型的运动学计算，得到星球车实时的位置、速度、姿态角、姿态角速度和车体位置二维坐标，并将车体在当地水平坐标系下转动角速度、角速度输出给光纤陀螺模块。
步骤103，根据构建得到的单机模块和环境要素模块，结合仿真需求文件和从外部导入的星球车的三维模型及装配信息，完成各单机模块和环境要素模块之间信号流、供电回路的连接，得到星球车移动过程仿真系统。
在本实施例中，如图4，可以基于仿真需求文件和从外部导入的星球车的三维模型及装配信息，完成各单机模块和环境要素模块之间信号流、供电回路的连接，得到星球车移动过程仿真系统。
进一步的，在对各单机模块和环境要素模块之间信号流、供电回路进行连接时，还需要对各单机模块和环境要素模块的接口匹配性进行调试；以真实GNC闭环测试数据为参考，对各单机模块和环境要素模块的参数进行迭代调节(如，可采用最小二乘法对参数进行拟合、迭代更新条件)，直至各单机模块和环境要素模块与真实单机和真实环境的输入条件相同时，各各单机模块和环境要素模块的输出结果与真实单机和真实环境的输出结果相一致(误差<1％)，并固化各单机模块和环境要素模块的参数。
步骤104，在接口匹配性和参数调节完成后，设置不同的运动过程参数，通过所述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统进行仿真试验。
在本实施例中，以一个具体实例进行说明：设置星球车直线移动100s，并发送开始前进指令；此时仿真系统开始运行，各单机模块与环境要素模块进行数据交互，在时间到位后仿真系统停止运行，数据交互中止。如图5和图6，在启动初期由于电压较低、启动负载较大，所以电流较大，最高达到2.0A，但在行驶过程中电流会逐渐降低，保持在0.51A。
在上述实施例的基础上，本发明还公开了一种基于Modelica的星球车移动过程仿真系统，包括：驱动轮模块，用于根据外部输入的驱动轮转速指令、供电电流，生成驱动轮的转速、转角和功率，并输出；转向机构模块，用于根据外部输入的转向机构角度指令、供电电流，生成转向机构的转动力矩和转角，并输出；轮系里程计算模块，用于根据驱动轮模块和转向机构模块的输出，叠加上测量噪声，得到驱动轮的转速、转角和功率的测量值和转向机构的转动力矩和转角的测量值，并输出；光纤陀螺模块，用于根据车体在当地水平坐标系下的转动角速度和角速度，进行坐标转换，再叠加上测量噪声，得到车体相对于惯性空间的转动角度和角速度的测量值，并输出；控制计算机模块，用于根据光纤陀螺模块和轮系里程计算模块的输出生成转向机构角度指令和驱动轮转速指令；以及，根据设定的任务优先级，调整转向机构角度指令和驱动轮转速指令的发送周期；地形高程模块，用于提供仿真过程所需的4096×4096个地图格子的高度信息；力学环境模块，用于提供仿真过程所需的当地重力和综合摩擦力；运动学模块，用于提供仿真过程所需的车体在当地水平坐标系下转动角速度、角速度。
对于系统实施例而言，由于其与方法实施例相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例部分的说明即可。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (7)
1.一种基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，其特征在于，包括：
在Modelica中，依次确定若干个单机模型和环境要素模型；其中，环境要素模型包括：地形高程模型、力学环境模型和运动学模型；单机模型包括：驱动轮模型、转向机构模型、控制计算机模型、轮系里程计算模型和光纤陀螺模型；驱动轮模型包括：永磁电机模型、减速器模型和驱动电路模型；转向机构模型包括：舵机模型、多连杆机构模型和转向机构驱动电路模型；控制计算机模型包括：姿态计算模型、平动计算模型、控制指令计算模型、电池模型、任务调度模型；
构建得到各单机模型对应的单机模块和各环境要素模型对应的环境要素模块；其中，环境要素模块包括：地形高程模块、力学环境模块和运动学模块；单机模块包括：驱动轮模块、转向机构模块、控制计算机模块、轮系里程计算模块和光纤陀螺模块；驱动轮模块，用于调用驱动电路模型，由驱动电路模型根据外部输入的驱动轮转速指令、供电电流，生成驱动电流信号；调用永磁电机模型，由永磁电机模型根据驱动电流信号，生成转速信号；调用减速器模型，由减速器模型根据转速信号，生成驱动轮的转速、转角和功率，并输出；转向机构模块，用于调用转向机构驱动电路模型，由转向机构驱动电路模型根据外部输入的转向机构角度指令、供电电流，生成转向机构电流信号；调用舵机模型，由舵机模型根据转向机构电流信号，生成转角信息；调用多连杆机构模型，由多连杆机构模型根据转角信息，生成转向机构的转动力矩和转角，并输出；轮系里程计算模块，用于根据驱动轮模块输出的驱动轮的转速、转角和功率，以及转向机构模块输出的转向机构的转动力矩和转角，叠加上测量噪声，得到驱动轮的转速、转角和功率的测量值和转向机构的转动力矩和转角的测量值，并输出；光纤陀螺模块，用于根据车体在当地水平坐标系下的转动角速度和角速度，进行坐标转换，再叠加上测量噪声，得到车体相对于惯性空间的转动角度和角速度的测量值，并输出；控制计算机模块，用于调用姿态计算模型，由姿态计算模型根据将光纤陀螺模块输出的车体相对于惯性空间的转动角度和角速度的测量值，解算得到当前车体姿态；调用平动计算模型，由平动计算模型根据轮系里程计算模块输出的驱动轮的转速、转角和功率的测量值和转向机构的转动力矩和转角的测量值，解算得到车体平动的位置和速度；调用控制指令计算模型，由控制指令计算模型根据当前车体姿态以及车体平动的位置和速度，生成转向机构角度指令和驱动轮转速指令；调用电池模型，由电池模型根据驱动轮模块、转向机构模块、光纤陀螺模块的额定电压和实际功率，确定光纤陀螺、转向机构、驱动轮的供电电流；调用任务调度模型，由任务调度模型根据设定的任务优先级，确定任务时序和时间片个数安排，并由控制指令计算模型根据确定的任务时序和时间片个数安排，按照优先级调度算法规则调整转向机构角度指令和驱动轮转速指令的发送周期；
根据构建得到的单机模块和环境要素模块，结合仿真需求文件和从外部导入的星球车的三维模型及装配信息，完成各单机模块和环境要素模块之间信号流、供电回路的连接，得到星球车移动过程仿真系统。
2.根据权利要求1所述的基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，其特征在于，还包括：
在对各单机模块和环境要素模块之间信号流、供电回路进行连接时，对各单机模块和环境要素模块的接口匹配性进行调试；
以真实GNC闭环测试数据为参考，对各单机模块和环境要素模块的参数进行迭代调节，直至各单机模块和环境要素模块与真实单机和真实环境的输入条件相同时，各单机模块和环境要素模块的输出结果与真实单机和真实环境的输出结果相一致，并固化各单机模块和环境要素模块的参数。
3.根据权利要求2所述的基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，其特征在于，还包括：在接口匹配性和参数调节完成后，设置不同的运动过程参数，通过所述基于Modelica的星球车移动过程仿真系统进行仿真试验。
4.根据权利要求1所述的基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，其特征在于，单机模型和环境要素模型的确定方式如下：
在Modelica中采用模块化的方法，利用Modelica标准库已有的电路组件、电机模型、光源/光路模型、逻辑运算模型和刚性车轮模型，结合星球车的实际组成、运动和功能，分别构建得到各单机模型和环境要素模型。
5.根据权利要求1所述的基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，其特征在于，力学环境包括：引力模型和星表/轮系摩擦力模型。
6.根据权利要求5所述的基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，其特征在于，
地形高程模块，用于提供仿真过程所需的4096×4096个地图格子的高度信息，即根据车体在当前二维平面内位置，输出带有高程信息的轮地接触点三维坐标，将地图二维信息转为三维信息并输出；
力学环境模块，用于调用引力模型，由引力模型根据任务天体本质属性，计算星球车所处经纬度位置引力大小和方向；调用星表/轮系摩擦力模型，由星表/轮系摩擦力模型根据驱动轮与星表接触点的高度、驱动轮功率、车体质量及受引力大小、轮系机械布局，计算得到综合摩擦力；最终，输出当地重力和综合摩擦力；
运动学模块，用于根据驱动轮的转角和转速、转向机构的转角、当地重力和综合摩擦力，通过基于车体几何结构模型的运动学计算，得到星球车实时的位置、速度、姿态角、姿态角速度和车体位置二维坐标，并将车体在当地水平坐标系下转动角速度、角速度输出给光纤陀螺模块。
7.根据权利要求6所述的基于Modelica的星球车移动过程仿真系统构建方法，其特征在于，一个地图格子代表一个0.1m×0.1m的地块；其中，高度信息采用-15～15表示，当量为0.03m。
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