一种基于多目标机的卫星姿态控制半物理仿真系统

摘要

一种基于多目标机的卫星姿态控制半物理仿真系统包括：实时定位子系统、姿态测量子系统、姿态控制综合处理系统、执行机构、信号调理箱、目标机、工作计算机和显示系统；实时定位子系统获取卫星的实时位置信息；针对卫星在轨飞行时不同工作模式，姿态测量子系统获取卫星的实时姿态信息；姿态控制综合处理系统管理所有的姿态测量部件与执行机构；目标机通过信号调理箱，将获取的实时位置和姿态信息进行姿态解算与力矩计算，然后发送控制信息给执行机构；执行机构将实际的执行信息通过信号调理箱回传给目标机，通过动力学解算得出卫星的实时姿态信息，并将姿态信息发送给姿态测量部件；本发明仿真实时性强、容错能力强、集成度高，对卫星姿态控制系统的设计和研制具有重要指导意义。

主权项

一种基于多目标机的卫星姿态控制半物理仿真系统包括：实时定位子系统(2)、姿态测量子系统(4)、姿态控制综合处理系统(3)、执行机构(1)、信号调理箱(5)、目标机(6)、显示计算机(7)和显示系统(8)；实时定位子系统(2)通过GPS模拟器(21)和GPS接收机(22)获得卫星的实时位置信息；姿态测量子系统(4)通过采集卫星当前工作模式下应用的姿态测量部件(星敏感器感器(41)、太阳敏感器(42)、三轴光纤陀螺(43)和磁强计(44))的数据，并对数据进行结算，获得卫星的实时姿态信息；执行机构(1)通过执行部件(磁力矩器(101)、机械飞轮(102)和磁悬浮飞轮(103))控制卫星的实时姿态；信号调理箱(5)包括信号调理箱1(51)、信号调理箱2(52)和信号调理箱3(53)，主要完成对接收到的力矩信息、姿态信息和位置信息的调理，并将调理后的信息传送给目标机(6)；目标机(6)包括姿态动力学仿真目标机(61)、轨道动力学仿真目标机(62)和姿态控制目标机(63)，各目标机分别对姿态动力学、轨道动力学和姿态控制信息进行解算；姿态控制综合处理系统(3)在接收实时定位子系统(2)发出的位置信息、姿态测量子系统(4)测量的姿态信息、执行机构(1)执行的力矩指令的同时，将接收到的数据通过信号调理箱1(51)、信号调理箱2(52)和信号调理箱3(53)传送给姿态动力学仿真目标机(61)、轨道动力学仿真目标机(62)和姿态控制目标机(63)进行姿态解算与力矩计算，最后姿态控制综合处理系统(3)将解算出的实时力矩信息回传给执行机构(1)并使相应的部件工作；显示计算机(7)和显示系统(8)将此过程中的姿态参数及各敏感器、执行机构的输出通过以太网送给显示计算机并显示。