[發明專利]基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法

有效

• 申請號: 201911360779.7
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111103810B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 范松濤;藺玥
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王衛軍

1.一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

準備原型上位機和若干個原型下位機；根據需要進行試驗的實際系統搭建原型數字雙胞胎系統；所述原型數字雙胞胎系統中的原型下位機連接在信息電纜網上，各個原型下位機均與原型上位機連接；

由實際系統獲取系統設計狀態，根據設計狀態將原型數字雙胞胎系統分解為硬件部分和軟件部分；所述硬件部分包括各個原型下位機的配置和原型下位機之間的連接關系，所述軟件部分包括單機模型和控制器模型；

根據所述硬件部分對原型下位機進行配置和連接；

在原型上位機中分別構建各個單機模型和控制器模型，然后通過原型上位機向原型下位機發送各個單機模型和控制器模型，并在原型下位機中加載各個單機模型和控制器模型；

通過原型上位機啟動各個原型下位機，開始仿真試驗，并通過原型上位機監測各個原型下位機運行的狀態，判斷各個原型下位機的運行是否存在缺陷；

若未發現缺陷，則結束，完成仿真試驗；若發現缺陷，則通過修改單機模型和控制器模型，或改變信息電纜網的連接來克服缺陷，并再次進行仿真試驗；直至各個原型下位機的運行均不存在缺陷，完成仿真試驗。

2.根據權利要求1所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：各個原型下位機均通過以太網與原型上位機連接。

3.根據權利要求2所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：所述以太網包括1000/100mbps帶寬交換機。

4.根據權利要求1所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：所述信息電纜網為1553B總線、以太網或異步串口總線。

5.根據權利要求1所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：所述單機模型包括單機電性能模型和單機電接口功能模型；其中單機電性能模型由功能模型和時序模型組合實現，單機電接口功能模型由接口通信模型實現。

6.根據權利要求5所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：所述控制器模型包括任務功能模型、任務調度模型和數據接口功能模型；其中，任務調度模型實現GNC功能中的各個任務調度和時序，任務功能模型實現GNC各類功能，數據接口模型是各個任務功能模型間的接口標準和實現，不同的任務功能模型通過數據接口模型傳遞數據。

7.根據權利要求1所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：所述原型上位機的CPU頻率不低于3.0GHZ，且為x86架構，網絡要求為100/1000Mbps自適應，背板總線為PCI/PCI-E。

8.根據權利要求7所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：所述原型下位機的CPU頻率不低于2.6GHZ，且為x86架構，網絡要求為100/1000Mbps自適應，背板總線為CPCI。

9.根據權利要求1所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：所述原型下位機之間的連接關系由各個原型下位機的各類板卡之間連接實現。

10.根據權利要求9所述的一種基于原型數字雙胞胎架構的航天器GNC系統仿真試驗方法，其特征在于：原型下位機的板卡包括1553B板卡、AD前插板卡、DIO前插板卡、RS422前插板卡、DA前插板卡、AD后插板卡、DIO后插板卡、RS422后插板卡和DA后插板卡。