[發明專利]執行器模擬器及具有該執行器模擬器的衛星閉環仿真系統

無效

• 申請號: 201110363272.4
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102436186A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 王兆魁;張育林;范麗;楊雪榕;項軍華;黨朝輝;谷振豐;唐生勇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 趙建剛

技術領域

本發明屬于衛星仿真測試技術領域，具體涉及一種執行器模擬器及具有該執行器模擬器的衛星閉環仿真系統。

背景技術

在衛星前期研制中，一般需要對衛星控制系統進行仿真，從而驗證衛星控制系統的有效性和先進性。

執行器作為衛星控制系統的一個重要組成部分，是影響衛星控制系統有效性和先進性的關鍵部件，因此，執行器通常也需要被有效仿真。對執行器進行仿真的裝置稱為執行器模擬器。

目前，國內外在做衛星控制系統閉環仿真時，處于整個閉環回路中的執行器一般按照如下兩種方式進行構造：(一)物理仿真：即采用實物，將真實的執行器物理器件直接接入衛星控制系統閉環回路中。由于該種方式采用真實的執行器物理器件，所以仿真成本較高。另外，該種方式對于某類執行器無法適用，使用范圍較窄，例如：對于磁力矩器，由于磁力矩器的使用需要結合相應的磁環境才能實現，而物理仿真時，難以對磁環境進行仿真，因此，磁力矩器無法通過物理仿真的方式直接接入衛星控制系統閉環回路中。(二)數學仿真：即通過計算機根據一定的執行器數學模型生成相應的執行器控制數據。數學仿真的優點是簡單、快速、成本低，但由于數學仿真方法中，仿真輸入的執行器數據格式與執行器真實物理器件輸入的數據格式不同，即：該方法沒有實現按真實物理器件的工作模式進行仿真的效果，從而影響了仿真結果的可信度。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種執行器模擬器，既具有配置靈活、通用性強和可擴展性好的優點，同時，該執行器模擬器輸入的數據格式與實際執行器物理器件在實際衛星控制系統中輸入的數據格式相同，從而有效的提高了仿真可信度。本發明還提供一種具有該執行器模擬器的衛星閉環仿真系統，該衛星閉環仿真系統具有仿真可信度高的優點。

本發明所采用的技術方案如下：

本發明提供一種執行器模擬器，包括：仿真服務器和數據接口轉換器；

所述數據接口轉換器用于接收來自星載計算機的控制指令，并將該控制指令的數據格式轉化為模擬控制指令的數據格式，得到所述模擬控制指令，然后將該模擬控制指令發送給所述仿真服務器；

所述仿真服務器用于接收來自所述數據接口轉換器的模擬控制指令，然后根據所述模擬控制指令和預存的需要仿真的執行器的數學模型進行仿真計算，得到新的控制力信息和新的控制力矩信息，并輸出該新的控制力信息和新的控制力矩信息。

優選的，所述控制指令的數據格式為符合CAN協議的數據格式，所述模擬控制指令的數據格式為符合以太網協議的數據格式。

優選的，所述數據接口轉換器包括：飛輪數據接口轉換器、磁力矩器數據接口轉換器、推力器數據接口轉換器中的一種或幾種。

優選的，所述數據接口轉換器為至少一個；每一個數據接口轉換器用于將屬于同一類執行器的控制指令的數據格式轉化為模擬控制指令的數據格式和/或每一個數據接口轉換器用于將屬于不同類執行器的控制指令的數據格式轉化為模擬控制指令的數據格式。

優選的，還包括：網絡集線器，所述網絡集線器用于連接所述仿真服務器和所述數據接口轉換器。

優選的，還包括：PXI總線測試機，所述PXI總線測試機與所述數據接口轉換器相連接。

優選的，所述PXI總線測試機用于接收并顯示所述數據接口轉換器輸入的所述控制指令。

優選的，所述仿真服務器和所述數據接口轉換器通過以太網連接，所述數據接口轉換器和所述PXI總線測試機通過CAN網連接。

本發明還提供一種衛星飛行控制閉環仿真系統，包括上述任一項所述的執行器模擬器。

本發明的有益效果如下：

本發明提供的執行器模擬器，可以同時或分別作為各類執行器的執行器模擬器，例如：飛輪模擬器、磁力矩器模擬器、推力器模擬器，從而具有通用性強和可擴展性好的優點；另外，該執行器模擬器輸入的數據格式與實際執行器物理器件在實際衛星控制系統中輸入的數據格式相同，從而既可以接入衛星控制閉環仿真系統，還有效的提高了仿真可信度。

附圖說明

圖1為本發明實施例二提供的執行器模擬器的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行說明。

實施例一

本發明實施例提供一種執行器模擬器，包括：數據接口轉換器和仿真服務器；

所述數據接口轉換器用于接收來自星載計算機的控制指令，并將該控制指令的數據格式轉化為模擬控制指令的數據格式，得到所述模擬控制指令，然后將該模擬控制指令發送給所述仿真服務器；