[發明專利]衛星閉環測試系統數據自主判讀處理裝置及其處理方法

有效

• 申請號: 201310033920.9
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103064300A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 孫兆偉;張健;李化義;王峰;李冬柏;曹喜斌;徐國棟;潘小彤;郭金生
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.衛星閉環測試系統數據自主判讀處理裝置，其特征在于：所述數據自主判讀處理裝置包括衛星閉環測試單元（1）、測試數據模擬單元（2）和閾值判讀器（3）；所述衛星閉環測試單元（1）的控制電壓數據輸出端與測試數據模擬單元（2）的控制電壓數據輸入端相連；所述衛星閉環測試單元（1）的飛輪轉速數據輸出端與測試數據模擬單元（2）的飛輪轉速數據輸入端相連；所述衛星閉環測試單元（1）的姿態四元數和姿態角速度數據輸出端與測試數據模擬單元（2）的姿態四元數和姿態角速度數據輸入端相連；所述衛星閉環測試單元（1）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸出端與測試數據模擬單元（2）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸入端相連；閾值判讀器（3）的測試端閾值判讀數據輸入端與衛星閉環測試單元（1）的測試端閾值判讀數據輸出端相連；閾值判讀器（3）的模擬端閾值判讀數據輸入端與測試數據模擬單元（2）的模擬端閾值判讀數據輸出端相連；閾值判讀器（3）輸出閾值判讀數據。

2.根據權利要求1所述的衛星閉環測試系統數據自主判讀處理裝置，其特征在于：所述衛星閉環測試單元（1）包括測試端星敏感器及陀螺模擬器（1-1）、星載機（1-2）、飛輪（1-3）和測試端衛星動力學模型（1-4）；所述測試端星敏感器及陀螺模擬器（1-1）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸出端與星載機（1-2）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸入端相連、并作為衛星閉環測試單元（1）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸出端；星載機（1-2）的控制電壓數據輸出端與飛輪（1-3）的控制電壓數據輸入端相連、并作為衛星閉環測試單元（1）的控制電壓數據輸出端；飛輪（1-3）的飛輪轉速數據輸出端與測試端衛星動力學模型（1-4）的飛輪轉速數據輸入端相連、并作為衛星閉環測試單元（1）的飛輪轉速數據輸出端；測試端衛星動力學模型（1-4）的姿態四元數和姿態角速度數據輸出端與測試端星敏感器及陀螺模擬器（1-1）的姿態四元數和姿態角速度數據輸入端相連、并且作為衛星閉環測試單元（1）的測試端閾值判讀數據輸出端。

3.根據權利要求2所述的衛星閉環測試系統數據自主判讀處理裝置，其特征在于：所述測試數據模擬單元（2）包括模擬端星敏感器及陀螺模擬器（2-1）、星載機數學模擬器（2-2）、飛輪數學模擬器（2-3）和模擬端衛星動力學模型（2-4）；

模擬端星敏感器及陀螺模擬器（2-1）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸出端與星載機數學模擬器（2-2）的第一星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸入端相連；

星載機數學模擬器（2-2）的第二星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸入端即為測試數據模擬單元（2）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸入端；

星載機數學模擬器（2-2）的控制電壓數據輸出端與飛輪數學模擬器（2-3）的第一控制電壓數據輸入端相連；

飛輪數學模擬器（2-3）的第二控制電壓數據輸入端即為測試數據模擬單元（2）的控制電壓數據輸入端；

飛輪數學模擬器（2-3）的第三飛輪轉速數據輸入端即為測試數據模擬單元（2）的飛輪轉速數據輸入端；

飛輪數學模擬器（2-3）的第四飛輪轉速數據輸出端與模擬端衛星動力學模型（2-4）的第一飛輪轉速數據輸入端相連；

模擬端衛星動力學模型（2-4）的第二姿態四元數和姿態角速度數據輸入端即為測試數據模擬單元（2）的姿態四元數和姿態角速度數據輸入端；

模擬端衛星動力學模型（2-4）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸出端與模擬端星敏感器及陀螺模擬器（2-1）的星敏感器輸出姿態四元數和陀螺輸出姿態角速度數據輸入端相連、并作為測試數據模擬單元（2）的模擬端閾值判讀數據輸出端。

4.采用權利要求3所述的衛星閉環測試系統數據自主判讀處理裝置進行衛星閉環測試系統數據自主判讀處理的方法；其特征在于：所述方法由如下幾個步驟實現：

步驟一、根據衛星閉環測試單元（1）建立與其具有相同功能的測試數據模擬單元（2），然后在測試數據模擬單元（2）設定采樣周期T₀，對衛星閉環測試單元（1）中的星載機（1-2）、飛輪（1-3）和測試端衛星動力學模型（1-4）的輸出值以及測試端星敏感器及陀螺模擬器（1-1）的輸出值進行采樣，并用采集的數據作為測試數據模擬單元（2）中對應變量的當前值，進行下一步計算；

步驟二、根據實際測量要求，設定閾值判讀器（3）中的測試數據閾值：

衛星閉環測試單元（1）的測試數據與測試數據模擬單元（2）的數據之差的絕對值的上確值向量U和下確值向量L，同時設定標志向量K，K取值為0或者1；

在相同初始條件的情況下，同時運行衛星閉環測試單元（1）和測試數據模擬單元（2），實時讀取衛星閉環測試單元（1）中的姿態四元數q_R、姿態角速度w_R和測試數據模擬單元（2）中的姿態四元數q_p、姿態角速度w_p；令X_R=[q_R;w_R],X_P=[q_p;w_p]，參數X_R和X_P分別表示當前時刻衛星閉環測試單元（1）的狀態值和測試數據模擬單元（2）的狀態值；根據步驟二設定的閾值判讀器（3）中測試數據閾值對測試數據進行實時判讀；若L≤|X_R-X_P|≤U，則數據正常，閾值判讀器（3）輸出標志向量K＝0，返回執行步驟一；否，則數據錯誤，閾值判讀器（3）輸出標志向量K＝1。