● 摘要
卫星姿态控制分系统是卫星平台的组成部分之一。随着航天器所要完成的空间任务不断复杂，对航天器的姿态稳定性能要求就越来越高，然而各种航天器的姿态控制方案及电气接口不尽相同，因此，研究航天器通用姿态控制仿真平台尤为重要。本文针对航天器姿/轨控系统仿真的要求，建立了在一种通用半物理仿真平台。首先，利用Matlab/Simulink建模工具分别建立了敏感器、执行机构、动力学/运动学以及姿/轨控制器模型，并利用RTW代码转化模块将模型转换为C代码。然后，设计并实现了通用电接口转换装置，完成了其软硬件调试。并以此为基础建立了分布式的仿真平台，平台中的姿态控制器与其它部分的数据传输通过通用电接口转换装置来实现，以满足姿态控制器部分的电气接口与星上系统的一致。为保证仿真平台的实时性，操作系统选用了VxWorks嵌入式实时操作系统，仿真节点之间的数据传输则通过高速光纤网来实现。最后，采用该仿真平台方案，针对多种型号卫星进行姿控仿真验证，完成了速率阻尼、姿态粗控、姿态精控等控制模式以及各种控制模式相互切换的仿真试验，并将数学仿真与半物理仿真结果进行对比分析，给出了仿真结果。该仿真平台不仅能完成卫星姿态控制算法的数学仿真验证，通过电接口转换装置的信号配置，可以模拟不同星上实际电气环境，满足不同航天器实际姿态控制系统的半物理仿真需求，实现了仿真平台的通用性。