该文主要介绍了一种基于处理器在回路的卫星姿态轨道控制仿真系统,旨在验证超低轨道卫星的姿态轨道控制算法及星载计算机的性能。超低轨道卫星由于其所处的环境恶劣,轨道衰减严重,因此对其控制策略的验证至关重要。
文章概述了仿真系统的主要功能,即对超低轨道卫星的姿轨控制进行模拟,确保飞行任务的顺利完成。仿真试验分为数字仿真、半物理仿真和全物理仿真三种类型。数字仿真虽易于实现,但依赖于精确的数学模型;全物理仿真接近实际,但面临地面环境与空间环境差异的问题。半物理仿真则结合两者优点,以较低成本提供接近真实的测试环境。
该文提出的仿真系统采用了VxWorks实时操作系统和MPC8245嵌入式处理器,构建了一个半物理实时仿真平台。在这个系统中,传感器被数学模型所替代,通过软件和硬件接口将模型输出转化为与传感器实际输出等效的信号,输入到星载计算机,从而对姿态控制算法进行验证。
系统由多个组成部分构成,包括仿真管理机、动力学仿真机、星载计算机和地面控制中心机。动力学仿真机负责模拟卫星运动的物理过程,星载计算机运行控制算法并接收来自仿真管理机的指令,地面控制中心机则用于监测和分析仿真结果。
文章还指出,通过该仿真系统,可以获取卫星的姿态角度、姿态角速度等关键信息,验证控制算法的正确性和星载计算机的计算能力。此外,它还能评估星载计算机与外部接口的性能,确保在实际操作中的稳定性和可靠性。
这个基于处理器在回路的卫星姿态轨道控制仿真系统提供了一个有效且经济的测试手段,对于超低轨道卫星的开发和控制策略优化具有重要意义。通过这种方式,可以在地面环境下提前发现和解决问题,减少对实际飞行试验的依赖,降低风险,提高卫星任务的成功率。