基于dSPACE的星载计算机外部实时仿真环境实现

为测试星载计算机软硬件实时性能，本文基于dSPACE多处理器设计了由模拟星载计算机和星载计算机外部实时仿真环境两子系统构成的卫星姿态控制实时仿真系统。介绍了该系统硬件和Simulink模型总体结构。重点介绍了两子系统间的串口通信接口模型的建模方法。仿真结果证明了星载计算机外部实时仿真环境子系统的可信性和串口通信接口模型的有效性。     

制导炸弹的实时仿真可视化系统设计

分析了运用OpenGL图形库对制导炸弹飞机带飞和投弹实验进行实时化、可视化仿真设计的可行性。研究了实时仿真所需的五大功能模块。介绍了如何利用Open GL和Visual C 6．0以及串口通讯实现编程的方法。制导炸弹的实时仿真可视化系统设计是以Visual C 6．0为开发工具，利用其强大的类库MFC及工具App Wizard，结合OpenGL图形库的编程思想而实现的。它实时、生动、清晰、直观地显示了制导炸弹飞机带飞和投弹的全过程，从而实现了制导炸弹的实时可视化仿真。实验证明，该系统可以有效地在监视器上实时显示出制导炸弹的飞行姿态及其性能参数。     

基于MATLAB的卫星姿态控制半物理实时仿真平台

介绍了利用MATLAB的实时工具箱RTW和xPC Target，建立包括一台宿主机和两台目标机的卫星姿态控制系统半物理实时仿真平台的方法。系统仿真结果表明实时仿真结果与数学仿真结果基本一致，仿真系统实时性符合要求。该平台不但适用于系统的全数字实时仿真，扩展相应的硬件后还可用于卫星姿态控制系统的半物理实时仿真。     

卫星热控系统实时仿真研究

对卫星热控系统的动态特性进行实时仿真,关键是寻找快速简便且具有足够精度的算法。计算星载仪器和设备时采用双层集总参数法;计算星外设备的外热流时,将积分简化为代数运算;计算星外设备与卫星本体之间对外来辐射的相互遮挡关系时,将卫星本体简化为球体。仿真结果较准确地反映出卫星在轨实时运行期间星外部件所接收外热流及星内外设备平均温度变化规律,同时满足实时性要求。     

基于dSPACE的微型核仿真验证系统

为验证微型核原理样机软/硬件实时性能,采用dSPACE实时仿真器建立以微型核为核心的实时仿真验证系统。针对搭建微型核实时仿真验证系统的要求,重点解决了如何用dSPACE仿真器模拟外部实时仿真环境,以及微型核CAN总线和dSPACE仿真器RS232串口之间数据转换的难题。在系统成功建立的基础上,进行了小卫星姿态控制全模式实时仿真,完成了对微型核实时软/硬件性能的测试。仿真结果证明了本仿真验证系统软/硬件结构的正确性。     

卫星半物理仿真系统实时接口研究与实现

本文介绍了卫星半物理仿真系统的组成及实时接口方案设计，给出了其硬件设计技术及软件设计技术，提出了采用以太网将各种数据采集计算机及数据处理计算机联在一起的设计方案，并进行了可靠性分析。     

基于dSPACE和xPC的分布式航天器准实时仿真系统

根据现代航天器动力学及控制系统仿真的需要,提出了一个基于dSPACE和xPC平台的分布式航天器准实时仿真系统方案.整个系统由一套dSPACE和数台xPC组成,dSPACE提供了丰富的I/O接口用于与航天器星载设备进行连接,xPC用于对各种星载设备和有效载荷以及动力学模型的仿真.动力学、控制仿真程序的开发全部基于Simulink,极大的缩短了开发周期.系统通信总线基于以太网QoS技术,实现了可靠的准实时数据通信,整个系统的总通信带宽可以随系统中计算机的数量扩展.系统内的时钟同步信号由dSPACE系统统一生成.     

卫星轨道姿态控制系统的仿真软件支撑环境

仿真软件支撑环境技术研究是“八五”仿真技术研究中的重要课题之一。本文针对卫星控制方案设计的特点和现实，借鉴国内外仿真软件支撑技术研究中的先进思想，建立了一种卫星控制系统的仿真软件支撑环境。文中主要介绍该仿真软件支撑环境的设计思想、组成、功能和采用真实系统数据对该环境进行验证的结果。从而证明了系统的可用性。目前该软件环境功能扩展的工作还在进行，拟用另一批真实数据模型来完善本支撑环境，使其在今后系统的     

基于实时网络的分布仿真系统设计

分析了基于以太网的分布式仿真技术在使用复杂仿真模型时的局限性,提出了基于实时网络的分布仿真系统的设计方法。针对共享内存实时网络数据吞吐量大、实时性能好的特点,设计了仿真系统体系结构,共享内存数据分发和消息传递机制,仿真系统管理方案和时间管理机制。并以此为基础,设计了一个作战仿真系统。所提出的设计方法适合于高精度模型的性能级交互仿真,以及有实物参与的分布交互仿真系统。     

混合式微小卫星编队飞行控制仿真系统设计

提出了一种混合式的微小卫星编队飞行控制仿真系统。该系统由三个节点组成,即两个模拟卫星和一个控制中心,节点之间通过星间网络进行数据交换。模拟卫星由星上计算机和各种星上敏感器和模拟执行器构成。星上计算机接收星上敏感器的物理输出,并经过星地转换模型对传感器数据进行修正。在一定的控制策略下,卫星控制模型进行计算产生控制输出,控制输出在控制界面上进行显示,并同时作用于传感器修正模块,实现系统的闭环控制。控制中心主要提供强大的计算功能,也可以单独构成一颗数字卫星。在这个控制仿真系统中,能够进行多种控制策略的仿真,包括双星主从控制、双星协同控制、三星主从控制、三星协同控制以及单星失效模式等。     

Design and simulation of fault diagnosis based on NUIO/LMI for satellite attitude control systems

This paper presents a scheme of fault diagnosis for flexible satellites during orbit maneuver. The main contribution of the paper is related to the design of the nonlinear input observer which can avoid false alarm arising from the disturbance from orbit control force. The effects of orbit control force on the fault diagnosis system for satellite attitude control systems, including the disturbing torque caused by the misalignments and the model uncertainty caused by the fuel consumed, are discussed, where standard Luenberger observer cannot work well. Then the nonlinear unknown input observer is proposed to decouple faults from disturbance. Besides, a linear matrix inequality approach is adopted to reduce the effect of nonlinear part and model uncertainties on the observer. The numerical and semi-physical simulation demonstrates the effectiveness of the proposed observer for the fault diagnosis system of the satellite during orbit maneuver.     

基于MRPs的卫星集群系统姿态对抗一致性控制

小型卫星集群协同控制是当前空间技术发展的热点之一,卫星集群控制可归结为多智能体控制问题.面向卫星集群系统的分组姿态控制,引入一致性以及对抗一致性问题,提出了卫星系统姿态对抗一致性控制方法.卫星组网系统姿态对抗一致性控制目标是使卫星分组达到姿态对称的状态.以无向图描述姿态对抗卫星集群的通讯拓扑结构,利用修正型罗德里格斯参...     

基于IMM/EA的卫星姿态控制系统重构容错控制

研究了在轨卫星姿态控制系统发生可修复性故障状况下的系统重构容错控制。对于处于稳态的三轴稳定卫星,当姿态发生突变时,启动故障检测与诊断(FDD)子系统,采用交互式多模型(IMM)算法得到故障发生的位置以及故障模型,同时利用故障模型中的动力学系统进行特征结构配置(EA),生成重构控制器对原系统进行补偿控制。将FDD过程与重构控制器的设计过程结合,避免了单独设计FDD子系统然后再进行系统重构带来的计算量和时间延迟。最后通过数值仿真验证了该算法的有效性。     

基于最优切换的挠性卫星的姿态控制

在切换系统最优控制的框架下,讨论了挠性卫星的姿态控制问题。首先,根据挠性卫星姿态调整的运动模型,同时考虑两种执行机构的控制作用,将卫星的姿态控制问题转化为一种切换控制问题,并在能量最小性能指标下讨论其最优控制问题。其次,基于粒子群优化算法和Powell算法给出了求解最优切换时间问题的完整优化算法。最后,以3阶挠性卫星系统为例,给出了具体仿真算例,验证了所提算法的有效性。     

伪陀螺/星敏感器组合双体卫星姿控系统

针对双体卫星姿态控制系统,给出了"伪陀螺"概念,及其与星敏感器组合的姿态确定方法,其中伪陀螺是使用卫星内部传感器的测量以及卫星参数来进行动态模型的实时软计算,跟踪系统角动量进而得到角速度。首先建立了双体卫星模型,并设计了动量轮控制律,在此基础上根据星敏感器的测量信息,应用广义卡尔曼滤波器来估计姿态和角速率漂移误差,进而对伪陀螺和惯性陀螺进行校正。仿真结果表明本文的姿态确定方法,对双体卫星的姿态控制系统是非常有效的。     

基于迭代学习-未知输入观测器的卫星姿控系统鲁棒故障重构

针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning unknown input observer, IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线性姿控系统模型。其次,采用UIO干扰解耦原理和H_∞控制思想,设计IL-UIO估计卫星姿态欧拉角和角速度的同时,利用IL算法实现执行机构鲁棒故障重构。并利用Lyapunov稳定性理论证明了IL-UIO稳定性和动态故障偏差最终有界, 通过线性矩阵不等式(linear matrix inequaliry, LMI)工具箱求解了观测器部分参数矩阵。最后,建立卫星闭环姿控系统并进行仿真,仿真结果验证了此方法的有效性。     

Study on integration of geographical information system and real-time control system based on Agent architecture

The real-time control system correlatively dealing with spatial information will become an important part of the artificial control system in the future. Geographical information system, as an analyzing and processing spatial data platform and powerful tool, will play a more and more role in the real-time control field. Agent-based architecture, as a concept of artificial intelligence, has been introduced in this paper. A new intelligent soft Agent, spatial-info Agent was developed, compared with the central nerve system, integrated by GIS and the traditional real-time control system. The realization model structure of spatial-info Agent was given too. And the techniques and integration methods were discussed by integrating mapinfo and fiber integration measurement system.     

Shift control method for the local time at descending node based on sun-synchronous orbit satellite

This article analyzes the shift factors of the descending node local time for sun-synchronous satellites and proposes a shift control method to keep the local time shift within an allowance range. It is found that the satellite orbit design and the orbit injection deviation are the causes for the initial shift velocity, whereas the atmospheric drag and the sun gravitational perturbation produce the shift acceleration. To deal with these shift factors, a shift control method is put forward, through such methods as orbit variation design, orbit altitude, and inclination keeping control. The simulation experiment and practical application have proved the effectiveness of this control method.