[發明專利]一種復雜系統測試時間自動統計方法及系統

在審

• 申請號: 202010120468.X
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111381516A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 劉美師;吳敬玉;杜耀珂;王文妍;完備;王禹;崔佳;王嘉軼;陳樺;何煜斌
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 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: 高志瑞

1.一種復雜系統測試時間自動統計方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟一：根據衛星姿態動力學方程和運動學方程的組合搭建一個動力學模型仿真系統；搭建半物理仿真測試系統；然后執行步驟二；

步驟二：在動力學模型仿真系統中設置衛星姿態角初值，輸出至半物理仿真測試系統的敏感器中開始進行半物理仿真試驗，同時發送試驗開始時間戳到時間統計系統中；然后執行步驟三；

步驟三：半物理仿真測試系統中的敏感器將姿態初值傳到半物理仿真測試系統中的控制器中，同時發送星敏感器工作時間戳到時間統計系統中；然后執行步驟四；

步驟四：半物理仿真測試系統中的控制器計算控制力矩，根據控制力矩得到控制策略，將控制策略發送到執行機構中，同時將計算機工作時間戳發送給時間統計系統，然后執行步驟五；

步驟五：執行機構根據控制策略進行控制，同時將推力器噴氣時間戳發送給時間統計系統，然后由敏感器測量控制后的姿態信息，判斷控制后的姿態信息是否滿足控制指標；若滿足控制指標，則結束本次半物理仿真試驗，并將試驗結束時間戳發送到時間統計系統中，然后執行步驟六；若未滿足控制指標，則將控制后的姿態信息更新到步驟三中的姿態初值，然后執行步驟三；

步驟六：時間統計系統根據收到的試驗開始時間戳和試驗結束時間戳計算系統試驗時長，根據星敏感器工作時間戳、計算機工作時間戳、推力器噴氣時間戳來統計本次試驗過程中敏感器、控制器和執行器的運行時長。

2.根據權利要求1所述的復雜系統測試時間自動統計方法，其特征在于：在步驟一中，姿態動力學方程為：

其中，I為衛星慣量，ω為姿態角速度，為姿態角加速度，T為控制力矩。

3.根據權利要求1所述的復雜系統測試時間自動統計方法，其特征在于：在步驟一中，運動學方程為：

其中，φ,θ,ψ為衛星在本體坐標系下三個軸向上姿態角，為衛星在本體坐標系下三個軸向上姿態角的微分量。

4.根據權利要求1所述的復雜系統測試時間自動統計方法，其特征在于：在步驟一中，半物理仿真系統包括敏感器、控制器和執行機構；其中，敏感器為星敏感器，控制器為星上計算機，執行機構為推力器；星敏感器進行姿態角的測量，并將得到的姿態信息傳遞到星上計算機，由星上計算機生成姿態控制策略，并由推力器進行噴氣改變衛星的姿態。

5.根據權利要求1所述的復雜系統測試時間自動統計方法，其特征在于：在步驟四中，控制力矩為：

其中，k_P1,k_D1,k_P2,k_D2,k_P3,k_D3均為系統的控制參數。

6.根據權利要求5所述的復雜系統測試時間自動統計方法，其特征在于：在步驟四中，控制策略為：

其中u_x,u_y,u_z為噴氣時長，M₁,M₂,M₃為推力器的噴氣效率。