一种微小卫星总体方案全系统快速联合仿真验证方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微小卫星技术领域，特别涉及一种微小卫星总体方案快速仿真验证方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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，无法联合进行能源、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联合仿真，验证总体方案设计能力。
[0004]
【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总体方案全系统快速联合仿真验证方法，该方法使用通用模拟器架构对微小卫星设计方案各分系统并行仿真，可同时快速仿真验证多个分系统协调工作状况。
[0005]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种微小卫星总体方案全系统快速联合仿真验证方法，所述方法基于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，所述系统硬件包括若干个分系统硬件和对应的上位下载机，所述分系统硬件由主控制器模型板和若干块通用智能接口板组成，所述主控制器模型板和若干块通用智能接口板通过标准总线进行通信，上位下载机连接所述主控制器模型板，所述分系统通过所述通用智能接口板与星上系统软件连接；所述微小卫星总体方案全系统快速联合仿真验证方法包括以下步骤:
步骤a.采用基本simulink的快速代码生成法生成实时系统运行模型；
步骤b.各个分系统对应的上位下载机对所述主控制器模型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；
步骤c.各个分系统在星上系统软件的控制下实现并行快速联合仿真验证。
[0006]进一步地，所述步骤b中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，在所述主控制器模型板实时系统运行时，动态加载所述可执行代码。
[0007]进一步地，所述上位下载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-funct1n中的接口参数改动，然后交叉编译生成可执行代码。
[0008]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。
[0009]进一步地，上位下载机通过网口与所述主控制器模型板进行通信。
[0010]进一步地，所述通用智能接口板的接口是DA/AD、PCM、数字10、串口或PWM。
[0011]进一步地，所述主控制器模型板上加载分系统的物理模型以及组件模型，所述通用智能接口板实现了组件接口，用于组件模型与星上系统软件进行数据通信。
[0012]进一步地，所述快速联合仿真验证方法实现姿轨控分系统、电源分系统、热控分系统、测控分系统的联合闭环仿真。
[0013]
【附图说明】
[0014]图1是本发明的多个分系统快速联合仿真的硬件框图；
图2是本发明的多个分系统快速联合仿真的运行示意图；
图3是本发明的多个分系统快速联合仿真的一个实施例示意图。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]下面结合【附图说明】及【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0017]本发明采用基于不同分系统设备的通用模拟器结构，通过上注不同模型实现多个不同分系统的联合闭环仿真，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联合闭环仿真。
[0018]本发明的方案所采用的硬件如附图1所示:分系统硬件由主控制器模型板和若干块通用智能接口板组成，所述主控制器模型板和若干块通用智能接口板通过标准总线进行通信。上位下载机连接所述主控制器模型板，星上系统软件连接所述通用智能接口板。从附图1可以看出不同分系统的硬件区别只是接口板配置的不同，其余都是相同的、可互换的。因此，本发明能实现在通用模拟器基础上的多个分系统的联合仿真，各分系统的硬件配置均可替换使用。
[0019]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。
[0020]其中，在上位下载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-funct1n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。
[0021]上位下载机主要通过网口与本发明的仿真系统进行通信。所有通用智能接口板接口可以是DA/AD、PCM、数字10、串口、PWM等。
[0022]附图2所示的是本发明的多个分系统快速联合仿真运行示意图，主控制器模型板(图中简称控制器板)上加载了分系统的物理模型以及组件模型，通用智能接口板(图中简称通用接口板)实现了组件接口，用于组件模型与星上系统软件进行数据通信。
[0023]附图3所示的是使用本发明的多个分系统快速联合仿真的一个实施例，其中，分系统A中的控制板加载了动力学模型和姿控组件模型，以实现卫星姿态控制的仿真；分系统B中的控制板加载了能源模型、热控模型和电源组件模型，以实现卫星能源控制的仿真；分系统C中的控制板加载了测控模型和测控组件模型，以实现卫星测控的仿真。
[0024]本发明使用通用模拟器架构对微小卫星设计方案各分系统并行仿真，可同时快速仿真验证多个分系统协调工作状况。
[0025]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。
【主权项】
1.一种微小卫星总体方案全系统快速联合仿真验证方法，其特征在于:所述方法基于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，所述系统硬件包括若干个分系统硬件和对应的上位下载机，所述分系统硬件由主控制器模型板和若干块通用智能接口板组成，所述主控制器模型板和若干块通用智能接口板通过标准总线进行通信，上位下载机连接所述主控制器模型板，所述分系统通过所述通用智能接口板与星上系统软件连接；所述微小卫星总体方案全系统快速联合仿真验证方法包括以下步骤: 步骤a.采用基于Simulink的快速代码生成法生成实时系统运行模型； 步骤b.各个分系统对应的上位下载机对所述主控制器模型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； 步骤c.各个分系统在星上系统软件的控制下实现并行快速联合仿真验证。
2.根据权利要求1所述的快速联合仿真验证方法，其特征在于:所述步骤b中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，在所述主控制器模型板实时系统运行时，动态加载所述可执行代码。
3.根据权利要求1所述的快速联合仿真验证方法，其特征在于:所述上位下载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-funct1n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所述的快速联合仿真验证方法，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所述的快速联合仿真验证方法，其特征在于:上位下载机通过网口与所述主控制器模型板进行通信。
6.根据权利要求1所述的快速联合仿真验证方法，其特征在于:所述通用智能接口板的接口是DA/AD、PCM、数字10、串口或PWM。
7.根据权利要求1所述的快速联合仿真验证方法，其特征在于:所述主控制器模型板上加载分系统的物理模型以及组件模型，所述通用智能接口板实现了组件接口，用于组件模型与星上系统软件进行数据通信。
8.根据权利要求1所述的快速联合仿真验证方法，其特征在于:所述快速联合仿真验证方法实现姿轨控分系统、电源分系统、热控分系统、测控分系统的联合闭环仿真。
【专利摘要】本发明提供了一种微小卫星总体方案全系统快速联合仿真验证方法，该方法基于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联合闭环仿真，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多个分系统的联合仿真，各分系统的硬件配置均可替换使用，可同时快速仿真验证多个分系统协调工作状况。
【IPC分类】G05B17-02
【公开号】CN104865841
【申请号】CN201410756924
【发明人】何波
【申请人】深圳航天东方红海特卫星有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年12月10日