一种基于Agent的太阳帆分布式仿真系统的制作方法
【专利摘要】一种基于Agent的太阳帆分布式仿真系统，包括轨道递推模型单元、地影模型单元、热控系统模型单元、电源系统模型单元、姿态控制模型单元和轨道控制模型单元，每个模型单元均为一个独立的Agent模块，Agent模块之间通过TCP/IP协议实现彼此之间的互联及数据交互。本发明系统既能描述各组成分系统的微观行为，即太阳帆各个分系统的在轨状态，也可以将各个Agent模块相结合，用以刻画太阳帆的宏观特性，从而便于对太阳帆的各组成单元以及整体进行全方位的仿真，及时发现太阳帆设计阶段存在的问题。同时，本发明系统采用分布式设计，复杂度得以降低，可以大大提高系统仿真的效率。
【专利说明】
-种基于Agent的太阳帆分布式仿真系统
技术领域
[0001] 本发明属于仿真测试技术领域，设及一种太阳帆分布式仿真系统。
【背景技术】
[0002] 随着技术的飞速发展，太阳帆作为一种新型航天器逐步走进人们的视线。太阳帆 (solar sail) -般是指利用太阳光的光压进行宇宙航行的航天器。太阳帆系统的建模与仿 真有助于分析太阳帆系统的特性，优化太阳帆的设计，进而推动太阳帆的发展。
[0003] 目前的仿真技术主要包括物理仿真、数学仿真与半物理仿真。
[0004] 物理仿真通常要求模型与原型有相同的物理属性，该仿真可W比较真实全面地体 现原系统的特性，但是模型制作很复杂，成本高。物理仿真不能满足太阳帆系统的仿真要 求。首先，仿真模型的制作成本很高；其次，物理仿真无法得到真实的太阳帆工作环境。同 样，半物理仿真也包含一定的真实模型，因而也会存在成本高的问题，而不能被太阳帆仿真 系统广泛采用。
[0005] W计算机为基础的数学仿真解决了物理仿真成本高的问题。但是传统的数学仿真 W整个系统的模型建立为基础，难W刻画诸如太阳帆航天器一类的复杂系统。其主要体现 在=个方面：1)传统的数学仿真难W展现构成复杂系统的子系统的行为，难W分析复杂系 统的各个分系统的工作状态W及分系统间的数据交互;2)传统的数学仿真多采用面向进程 的建模技术，不具有实时性;3) W传统数学仿真来模拟复杂系统时，其仿真效率一般较低。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种既能较好地描述太 阳帆分系统的工作状态，W及分系统间的数据交互，又具有较高仿真效率的太阳帆分布式 仿真系统设计。
[0007] 本发明的技术解决方案是:一种基于Agent的太阳帆分布式仿真系统，包括轨道递 推模型单元、地影模型单元、热控系统模型单元、电源系统模型单元、姿态控制模型单元和 轨道控制模型单元，每个模型单元均为一个独立的Agent模块，Agent模块之间通过通信协 议实现彼此之间的互联及数据交互，其中：
[000引轨道递推模型单元:构建并存储太阳帆的动力学模型，根据太阳帆的初始位置，利 用所述动力学模型进行轨道递推获得太阳帆在地屯、惯性坐标系中的位置矢量R与速度矢量 V，W及太阳帆的轨道角速度《，并将位置矢量R送至地影模型单元，将位置矢量R、速度矢量 V与轨道角速度《同时送至姿态控制模型单元;利用位置矢量R解算获得太阳帆的实际地面 轨迹，获得太阳帆实际地面轨迹与参考轨迹间的差值Al并送至轨道控制模型单元；
[0009] 地影模型单元:根据太阳帆在地屯、惯性坐标系中的位置矢量R，给出太阳帆的阴影 标志flag并分别送至热控系统模型单元和电源系统模型单元；若太阳帆位于光照区，贝U flag = l;若太阳帆位于地影区，则flag = 0;
[0010] 热控系统模型单元:构建并存储太阳帆内部节点与外部节点的热模型，结合阴影 标志flag确定太阳帆所受的空间热流，利用所述热模型和空间热流确定太阳帆内部节点溫 度Ti随时间的变化率dTi/dt与外部节点溫度T。随时间的变化率dTo/dt，通过求解微分方程 得到太阳帆内部节点和外部节点的实时溫度，并将外部节点的溫度作为太阳电池阵的溫度 送至电源系统模型单元;如果flag为1，则太阳帆所受的空间热流为太阳福射热流、地球阳 光反照热流和地球红外福射热流;如果flag为0,则太阳帆所受的空间热流为太阳福射热 流；
[0011] 电源系统模型单元:构建并存储太阳帆电源系统的模型，若flag=l，则设定供电 阵为母线供电，充电阵为蓄电池组充电;若flag = 〇,则设定供电阵与充电阵停止工作，由蓄 电池组为母线供电;根据外部节点溫度Td确定太阳电池阵的输出特性；
[0012] 姿态控制模型单元:根据在地屯、惯性坐标系中太阳帆的位置矢量R、速度矢量V和 太阳位置矢量S，结合太阳帆的轨道角速度《，得到太阳帆面法向姿态的偏差信息，并根据 所述偏差信息获取姿态调整所需的力矩，对动力学模型中太阳帆的姿态进行调整;获取姿 态调整后作用在太阳帆上的太阳光压摄动力并反馈至轨道递推模型单元，影响速度矢量V 与位置矢量R;
[001引轨道控制模型单元:根据所述差值A 1进行判断，如果A 1大于给定值A Io，则控制 太阳帆进行轨道机动，改变当前的轨道根数，使得A 1不大于给定值A 10,并将轨道机动后 的轨道根数变化量送至轨道递推模型单元，利用轨道根数与位置矢量R、速度矢量V之间的 转换关系，得到轨道机动后的太阳帆位置矢量R与速度矢量V，W此开启新的轨道递推;如果 A 1小于等于给定值A 10,则不控制太阳帆进行轨道机动。
[0014] 所述的通信协议为TCP^P协议。所述的独立的Agent模块采用独立的计算机实现。
[0015] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0016] (1)传统的仿真技术采用W数学模型为基础的建模方法，不便于分析各个分系统 的工作状态W及分系统间的数据交互。本发明基于Agent的建模思想，将组成太阳帆的各个 分系统分别建模，形成分立的Agent子模块，并且将各个Agent模块分布于不同的计算机上， 通过设定各自的接口与通讯协议进行数据交互，便于分析在轨太阳帆分系统的工作状态与 分系统之间的数据交互，有利于对太阳帆各个分系统的设计进行及时修正完善；
[0017] (2)传统的仿真技术多采用面向进程的建模技术，仿真结果通常W-定的顺序呈 现出来，不具有实时性。本发明基于Agent的分布式建模仿真系统，可W在分立的计算机上 同时刻画分系统的工作状态，便于进行系统分析；
[0018] (3)对于像太阳帆系统运种大型系统而言，采用传统的仿真方法存在一定的缺陷。 主要体现在系统比较复杂，则仿真过程就很复杂，仿真所用时间就相对很长。而采用本发明 的Agent的分布式建模仿真系统，可W将整个系统的计算负担分布在不同的计算机上，大大 减小了单台计算机所承担的计算量，提高了系统仿真的效率。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明仿真系统的组成原理框图。
【具体实施方式】
[0020] 如图1所示，为本发明系统的组成原理框图。本发明仿真系统包括轨道递推模型单 元、地影模型单元、热控系统模型单元、电源系统模型单元、姿态控制模型单元和轨道控制 模型单元。
[0021] 轨道递推模型单元构建太阳帆的动力学模型，并据此进行轨道递推获得太阳帆在 地屯、惯性坐标系中的位置矢量R与速度矢量V，W及太阳帆的轨道角速度CO，并将位置矢量R 送至地影模型单元，用W确定太阳帆的地影状态;将位置矢量R、速度矢量V与轨道角速度《 同时送至姿态控制模型单元，用于调整太阳帆的姿态。此外，利用位置矢量R与太阳帆地面 轨迹点之间的一一对应关系，解算获得太阳帆的地面轨迹，并得到实际太阳帆星下点轨迹 与参考轨迹间的差值A 1，并此A 1将作为轨道控制模型单元的输入，用于实现特定的轨控。
[0022] 地影模型单元建立太阳帆进出地影的预报模型，结合太阳帆在地屯、惯性坐标系中 的位置矢量R，给出在轨太阳帆的阴影标志flag。若在轨太阳帆位于光照区，则flag=l;若 在轨太阳帆位于地影区，flag = 0。并将此阴影标志flag分别送至热控系统模型单元和电源 系统模型单元，分别用于确定太阳帆热控系统的空间热流的情况，W及太阳帆电源系统的 工作状态。
[0023] 热控系统模型单元建立太阳帆内部与外部节点的热模型，结合阴影标志位flag确 定太阳帆所受的空间热流，由此确定太阳帆内部节点溫度Tl随时间的变化率dTi/dt与外部 节点溫度To随时间的变化率dT。/化，借助数值方法求解微分方程，可得到在轨太阳帆内外部 节点的实时溫度信息，并将外部节点的溫度信息To(也即太阳电池阵的溫度)送至电源系统 模型单元，用于确定太阳电池阵的输出特性。其中，如果flag为1，则太阳帆所受的空间热流 为太阳福射热流、地球阳光反照热流和地球红外福射热流;如果flag为0,则太阳帆所受的 空间热流为太阳福射热流。
[0024] 电源系统模型单元建立太阳帆电源系统的模型，若在轨太阳帆位于光照区，即 flag=l，太阳帆电源系统供电阵为母线供电，充电阵为蓄电池组充电；若flag = 0，则供电 阵与充电阵停止工作，蓄电池组为母线进行供电。此外，太阳电池阵的输出特性受溫度变化 的影响，外部节点溫度Td将用于确定太阳电池阵的输出状态。
[0025] 姿态控制模型单元建立太阳帆的姿态轨道禪合控制模型，该单元可W计算出太阳 在地屯、惯性坐标系中的位置矢量S。将太阳帆的位置矢量R、速度矢量V、轨道角速度CO与太 阳位置矢量S相结合，得到太阳帆面法向姿态偏差信息，并由偏差信息获取姿态调整所需的 力矩，实现太阳帆姿态的调整，使得太阳帆面在任务周期内实现对日定向。同时获取姿态调 整后作用在太阳帆上的太阳光压摄动力，进而改变在轨太阳帆的加速度，并反馈至轨道递 推模型单元，通过进行积分，改变了速度矢量V与位置矢量R。
[0026] 轨道控制模型单元借助太阳帆实际星下点轨迹与参考轨迹之间的偏移量Al进行 判断：如果A 1大于给定值A 1〇,则控制太阳帆进行相应的轨道机动，改变当前的轨道根数， 使得太阳帆的地面轨迹保持在一定范围内；如果Al小于给定值Alo,则不需要进行轨道机 动。将轨道机动后的轨道根数变化量送至轨道递推模型单元，利用轨道根数与位置矢量R、 速度矢量V之间的转换关系，可W得到轨道机动后的太阳帆位置矢量R与速度矢量V，W此开 启新的轨道递推。
[0027] 然后在软件环境(如MA化AB 2013a)下，分别利用6台分立的计算机建立各分系统 的模型。每个分系统，或者说每个分立的计算机可被视为一个Agent模块，每个模块都具有 一定的自治性与独立性，可对太阳帆相应的分系统进行模拟仿真。同时，Agent模块之间通 过TCPIP协议实现彼此之间的互联，完成彼此间的数据交互，如下所示:a.轨道递推Agent模 块将计算得到的太阳帆位置矢量踐俞出给地影Agent模块，将太阳帆位置矢量R、速度矢量V 与轨道角速度《输出给姿态控制Agent模块，并将计算得到太阳帆星下点轨迹偏移量Al输 出给轨道控制Agent模块;b.地影Agent模块将计算得到的地影标志flag分别输出给热控 Agent模块与电源Agent模块;C.热控Agent模块将求解得到的太阳帆外部节点溫度To输出 给电源Agent模块;d.姿态控制Agent模块将太阳帆的形态与面质比发生改变后，所受到的 太阳光压摄动力输出给轨道递推Agent;e.轨道控制Agent模块将轨道根数的改变值输出给 轨道递推Agent模块。
[00%]通过在分立的计算机搭建太阳帆分系统的Agent模块，并利用TCPIP协议实现各个 Agent模块间的数据交互，可W配置太阳帆的分布式仿真系统。该系统既能描述太阳帆分系 统的微观行为，即太阳帆各个分系统的在轨状态;也可W将各个Agent模块相结合，用W刻 画太阳帆的宏观特性。仿真过程中，各个分立的Agent模块可输出相应分系统的工作状态， 如下:a.轨道递推Agent模块可W输出太阳帆的位置矢量R与速度矢量V的变化。同时，借助 位置速度与轨道根数之间的转化，还可得到在轨太阳帆轨道根数的变化;b.地影Agent模块 可W展现在轨太阳帆所受光照条件的变化;C.热控Agent模块可输出太阳帆在仿真时间内 的溫度变化，通过对所输出的溫度变化范围进行分析，可W对热控系统进行优化设计;d.电 源Agent模块可W展现太阳帆母线电压与蓄电池荷电状态等参数的变化，可用来监视电源 子系统的工作状态，优化电源系统的设计;e.姿态控制Agent模块可输出姿态控制所需的力 与力矩，姿态偏差角等相关参数，可用于测试姿态控制策略的合理性;f.轨道控制Agent模 块可W输出轨道控制过程中，轨道根数的该变量，W及地面轨迹与参考轨迹的偏差量，用W 分析轨道控制策略的可行性与合理性。
[0029] 下面给出本发明系统中各组成单元的具体实现方式。
[0030] (1)轨道递推模型单元
[0031 ] 轨道递推模型单元的实现，具体可参见Oliver MontenbruckiEberhard Gill著， 王家松，祝开建，胡小工译，于2012年4月第1次出版的《卫星轨道-模型、方法和应用》，第= 章"力学模型"，建立高精度的动力学模型，该模型可W确定在轨太阳帆所受到的力F，进而 可依据牛顿第二定律得到太阳帆的在地屯、惯性坐标系中的加速度a。在某时刻ti，已知卫星 位置Ri和速度Vi的情况下，通过求解下面的微分方程:dRAlt = V，dVAlt = a，其中dRMt与dV/ dt分别为太阳帆位置矢量R与速度矢量V随时间的变化率，可得到下一时刻t2,太阳帆的位 置R2和速度V2。如此W来，利用此轨道递推模型，可W精确求解太阳帆在空间中的实时状态， 即太阳帆在地屯、惯性坐标系中的位置矢量R与速度矢量V。同时，利用公式
，其 中y为地球引力常数，其值为3.986005Xl〇iV/s2; IrI为位置矢量R的模，可W计算太阳帆 的轨道角速度《。其中，位置矢量R作为地影模型的输入，用W确定太阳帆的地影状态;位置 矢量R、速度矢量V与轨道角速度《作为姿态控制模型的输入，用于调整太阳帆的姿态。此 夕h利用位置矢量R与太阳帆地面轨迹点之间的一一对应关系，可W解算太阳帆的地面轨 迹，并得到实际星下点轨迹与参考轨迹间的差值A 1。此A 1将作为轨道控制模型的输入，用 于实现特定的轨控。
[0032] (2)地影模型单元
[0033] 地影模型单元的实现，具体可参见贾向华，徐明，陈罗猜于2016年I月发表在《宇航 学报》，题名为"近地轨道卫星的地影预报算法"，并结合太阳帆在地屯、惯性系中的位置矢量 R，可建立太阳帆进出地影的预报模型，用于确定在轨太阳帆的阴影标志flag。若在轨太阳 帆位于光照区，则flag=l;若在轨太阳帆位于地影区，flag = 0。此阴影标志flag作为热控 系统模型单元和电源系统模型单元的输入，分别用于确定太阳帆热控系统空间热流的情 况，W及太阳帆电源系统的工作状态。
[0034] (3)热控系统模型单元
[0035] 热控系统模型单元的实现，具体可参见张镜洋于2012年6月公开的博±学位论文 《小卫星动态传热特性分析与热控设计方法研究》，第二章"小卫星动态传热特性理论分 析"，第2.1节"模型建立"，建立太阳帆内部与外部节点的热模型，可得到内部节点溫度Tl, 与外部节点溫度To随时间的变化率，即dTi/dt与dTo/dt。通过设定太阳帆内外节点的热参 数，并借助数值方法求解微分方程，可得到在轨太阳帆内外节点的实时溫度信息。其中，外 部节点溫度To作为电源系统模型单元的输入，用于确定太阳电池阵的输出特性。特别地，太 阳帆所受的空间热流对于内外节点的溫度变化具有重要影响。由张镜洋博±学位论文，第 2.2节"空间热流动态变化分析"，可得到在轨太阳帆所受的空间热流的变化。结合阴影标志 位flag,如果flag为1，则太阳帆所受的空间热流为太阳福射热流、地球阳光反照热流和地 球红外福射热流;如果flag为0,则太阳帆所受的空间热流为太阳福射热流。
[0036] (4)电源系统模型单元
[0037] 电源系统模型单元的实现，具体可参见汤泽东于2013年6月公开的硕±学位论文 《卫星电源系统多学科设计优化》，第四章"卫星电源系统的建模与分析"，建立太阳帆电源 系统的模型，包括太阳电池阵(含供电阵和充电阵）、蓄电池、升压放电调节器、分流调节器 等子系统的数学模型。各个子系统的工作流程如下：当太阳帆处于光照区时，供电阵为卫星 负载进行供电，分流调节器通过对供电阵提供的电流进行调节来满足卫星的功率要求，同 时保证母线电压值基本恒定;充电阵经分流调节器、充电控制器对蓄电池进行充电，分流调 节器将多余的功率进行分流，充电控制器对经分流调节后的电流进行变换得到充电电流， W满足蓄电池充电。当卫星处于阴影区时，蓄电池组放电为卫星负载提供电能，放电控制器 W升压的方式来满足母线电压的要求。因此，地影标志flag对太阳帆电源系统的工作状态 具有重要影响:若在轨太阳帆位于光照区，即flag= 1，太阳帆电源系统供电阵为母线供电， 充电阵为蓄电池组充电；若flag = 〇,则供电阵与充电阵停止工作，蓄电池组为母线进行供 电。此外，太阳电池阵的输出特性受溫度变化的影响，外部节点溫度Td将用于确定太阳电池 阵的输出状态。具体如下:太阳电池阵由若干电池片串并联而成，而电池片的输出特性受环 境影响十分严重。单片电池片的输出特性如下式所示：
[00；3 引
[0039] 共T i刃乂阳电泄斤《电流；U为太阳电池片端电压；e为自然常数，取值为 2.70828; Cl、C2为由已知参数表示的中间变量，取值如下：
[0040]
[0041]
[0042] 其中Imp为最大功率点电流，Is。为开路电流，Vmp为最大功率点电压，V。。为开路电压， 运四个参数是娃电池片的特征参数，由生产厂家提供，为已知量。但是，厂家提供的Imp、Isc、 Vmp和V。。参数是在参考溫度25°C和参考光照强度1000W/V下测得的参考值，在实际应用中， 运四个参掛檐贿着媪底巧井:輔的变化而变化，需要引入一定的补偿，如下所示：
[0043]
[0044] Dv = [ 1-C (T-Tref) ] In [ e+b (S-Sref)]
[0045] 其中化为电流修正系数;Dv为电压修正系数;S、Sref分别为实际和参考光照强度;T、 Tref分别为实际和参考溫度;a、b和C为补偿系数。则经过修正后的电池片特性参数分别为：
[0046] Imp = DlImpr, Isc = DlIscr
[0047] Vmp = DvVmpr, Voc = DvVocr
[004引其中Impr、Iscr、Vmpr和Vocr为在参考溫度25°C和参考光照强度1000W/V下测得的参 考值。
[0049] 实际计算过程中，光照强度的变化幅度较小，通常取平均值Sa=1367W/m2,作为实 际光强S;而太阳帆外部节点溫度变化较为剧烈，取热控系统模型单元得到的外部节点溫度 T。，作为实际溫度TdW此结合S和T确定相应的修正系数Di和Dv,进而确定电池阵的输出特 性。
[0050] (5)姿态控制模型单元
[0051] 姿态控制模型单元的实现，具体可参见薬胜平、李俊峰于2015年1月出版的《太阳 帆航天器动力学与控制》，4.5.2节"太阳帆姿态轨道禪合控制"中提供的改变太阳帆姿态的 方法。太阳帆的位置矢量R、速度矢量V、轨道角速度《和太阳位置矢量S，可得到太阳帆面法 向姿态偏差信息，为了修正此偏差，需引入反馈控制的方法。首先由偏差信息获取姿态调整 所需的力矩，运些力矩可通过改变帆面的形态和面质比来获取。具体说来，取太阳帆本体坐 标系OXbYbZb，其中原点0位于太阳帆的中屯、，OXb和OYb轴位于太阳帆平面内，且相互垂直;OZb 轴垂直于太阳帆所在平面。若所需的力矩沿OXb轴方向，则通过调整OXb两侧的帆面积，形成 面积差，在两侧形成大小不同的太阳光压力，进而得到沿OXb方向的所需力矩;沿OYb轴方向 的力矩可通过相同的方式得到；若所需的力矩沿OZb轴方向，则需对太阳帆面进行扭转，使 得作用在帆面上的太阳光压力产生帆平面上的分量，进而得到沿OZb轴的所需力矩。接着， 会得到新的姿态偏差信息，则继续计算姿态调整所需的力矩，来进一步减小偏差。重复此过 程，则消除了太阳帆的姿态偏差量，实现太阳帆姿态的调整，使得太阳帆面在任务周期内实 现对日定向。并且，帆面形态和面质比的变化改变了作用在太阳帆上的太阳光压摄动力，进 而改变在轨太阳帆的加速度，通过进行积分，进而影响速度矢量V与位置矢量R，即影响太阳 帆的轨道递推模型。
[0052] (6)轨道控制模型单元
[0053] 轨道控制模型单元的实现，具体可参见陈洁，汤国建于2005年发表在《上海航天》， 题为"中低轨道卫星控制方法"中3.2节"轨道保持"中的关于调整半长轴的方法，给出太阳 帆轨道保持的轨道控制方案。具体地说，借助太阳帆实际星下点轨迹与参考轨迹之间的偏 移量Al进行判断：如果Al大于给定值Alo,说明太阳帆的地面轨迹发生严重偏移，需要进 行相应的轨道机动，改变当前的轨道根数，使得太阳帆的地面轨迹保持在一定范围内；如果 A 1小于给定值A 1〇,则不需要进行轨道机动。特别地，A Io是根据具体任务要求设定的值。 与此同时，如果对太阳帆施加了相应的轨道机动，则太阳帆的轨道根数则会发生相应的改 变，利用轨道根数与位置矢量R、速度矢量V之间的转换关系，可W得到轨道机动后的太阳帆 位置矢量R与速度矢量V，W此开启新的轨道递推。
[0054]本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种基于Agent的太阳帆分布式仿真系统，其特征在于:包括轨道递推模型单元、地 影模型单元、热控系统模型单元、电源系统模型单元、姿态控制模型单元和轨道控制模型单 元，每个模型单元均为一个独立的Agent模块，Agent模块之间通过通信协议实现彼此之间 的互联及数据交互，其中： 轨道递推模型单元:构建并存储太阳帆的动力学模型，根据太阳帆的初始位置，利用所 述动力学模型进行轨道递推获得太阳帆在地心惯性坐标系中的位置矢量R与速度矢量V，以 及太阳帆的轨道角速度ω，并将位置矢量R送至地影模型单元，将位置矢量R、速度矢量V与 轨道角速度ω同时送至姿态控制模型单元;利用位置矢量R解算获得太阳帆的实际地面轨 迹，获得太阳帆实际地面轨迹与参考轨迹间的差值A 1并送至轨道控制模型单元； 地影模型单元:根据太阳帆在地心惯性坐标系中的位置矢量R，给出太阳帆的阴影标志 flag并分别送至热控系统模型单元和电源系统模型单元;若太阳帆位于光照区，则flag = 1;若太阳帆位于地影区，则flag = 0; 热控系统模型单元:构建并存储太阳帆内部节点与外部节点的热模型，结合阴影标志 flag确定太阳帆所受的空间热流，利用所述热模型和空间热流确定太阳帆内部节点温度 随时间的变化率dTi/dt与外部节点温度T。随时间的变化率dTo/dt，通过求解微分方程得到 太阳帆内部节点和外部节点的实时温度，并将外部节点的温度作为太阳电池阵的温度送至 电源系统模型单元;如果flag为1，则太阳帆所受的空间热流为太阳辐射热流、地球阳光反 照热流和地球红外辐射热流;如果flag为0,则太阳帆所受的空间热流为太阳辐射热流； 电源系统模型单元:构建并存储太阳帆电源系统的模型，若flag=l，则设定供电阵为 母线供电，充电阵为蓄电池组充电;若flag = 0,则设定供电阵与充电阵停止工作，由蓄电池 组为母线供电;根据外部节点温度T。确定太阳电池阵的输出特性； 姿态控制模型单元:根据在地心惯性坐标系中太阳帆的位置矢量R、速度矢量V和太阳 位置矢量S，结合太阳帆的轨道角速度ω，得到太阳帆面法向姿态的偏差信息，并根据所述 偏差信息获取姿态调整所需的力矩，对动力学模型中太阳帆的姿态进行调整;获取姿态调 整后作用在太阳帆上的太阳光压摄动力并反馈至轨道递推模型单元，影响速度矢量V与位 置矢量R; 轨道控制模型单元:根据所述差值A 1进行判断，如果△ 1大于给定值△ 1〇,则控制太阳 帆进行轨道机动，改变当前的轨道根数，使得A 1不大于给定值△ 1〇,并将轨道机动后的轨 道根数变化量送至轨道递推模型单元，利用轨道根数与位置矢量R、速度矢量V之间的转换 关系，得到轨道机动后的太阳帆位置矢量R与速度矢量V，以此开启新的轨道递推;如果Δ1 小于等于给定值A 1〇,则不控制太阳帆进行轨道机动。2. 根据权利要求1所述的一种基于Agent的太阳帆分布式仿真系统，其特征在于:所述 的通信协议为TCP/IP协议。3. 根据权利要求1或2所述的一种基于Agent的太阳帆分布式仿真系统，其特征在于:所 述的独立的Agent模块采用独立的计算机实现。
【文档编号】G06F17/50GK106021735SQ201610344836
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】徐 明, 贾向华, 姚闯, 林明培, 马跃辰, 王召辉, 潘晓, 付小宇
【申请人】北京航空航天大学