LabVIEW开发航天器动力学与控制仿真系统

LabVIEW开发航天器动力学与控制仿真系统

计算机仿真是工程设计和验证的非常有用的工具。它节省了大量的时间、金钱和精力。航天器动力学与控制仿真系统由LabVIEW程序开发，它是模拟航天器等动态系统的有用工具。还可轻松与硬件连接并输出真实信号。

项目采用系统工程过程，这是一种系统开发方法。开发操作和系统要求，这些要求派生出架构设计。实现了PILS（编程在环仿真）系统，并将实现的系统用于仿真航天器。

对通过参考资料调查获得的仿真系统要求进行分析，并分为几类：操作和系统。操作要求侧重于系统的工作方式，系统要求侧重于系统由什么组成。

操作要求

•      刚体动力学仿真

•      卫星参数设置

•      质量、转动惯性、参数不确定性

•      状态初始化：姿态、角速度、轮速

•      传感器/执行器设置

•      陀螺仪漂移、噪声、比例因子,...

•      控制参数设置

•      控制器的增益设置

•      线性/非线性控制定律

•      环境建模

•      太阳压力、重力变化、空气动力、

系统要求

•      PC1上的卫星动力学模拟和PC2/微型计算机上的控制器模拟

•      连接数据采集

•      可扩展性、灵活性

•      升级到HILS和多颗卫星

•      环境建模

•      硬件适应性（陀螺仪、姿态传感器、执行器、电机、有效载荷（摄像头）,...）

从需求分析中，得出了以下函数

•      动态仿真

•      卫星动力学建模

•      控制器建模

•      组件建模（传感器、执行器）

•      环境建模（扰动建模）

•      用户界面

•      参数输入

•      仿真场景生成

•      结果输出

•      数据传输

•      干扰输入（外部源）到卫星

•      控制输入（外部源）到卫星

•      卫星状态输出到控制器或DA

•      电脑之间的接口

•      接口硬件（传感器、电机）

该系统的核心是一个LabVIEW程序，它可以模拟航天器的动力学，并与传感器和执行器等硬件接口。

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变速CMG有由两个伺服电机由仿真程序控制。一个用于车轮，另一个用于云台。电源线和信号线通过滑环连接。这是模拟航天器等动态系统的有用工具，通过改系统可以节省了大量的时间、金钱和精力，为推进我国航天事业的发展提供了有力支持。

厂家没有提供LabVIEW的例子。根据通讯协议的相关的说明，编写了适合项目的程序。程序截图如下所示。

相关资料说明，如下所示。

LabVIEW程序，如下附件所示。