基于HLA/pRTI的卫星姿轨控系统仿真研究

基于高层系统结构HLA/pRTI对卫星姿轨控系统的仿真进行了初步研究,提出了姿轨控系统仿真软件平台的基本框架,介绍了姿轨控系统模型,给出了联邦FOM模型及时间管理策略。在自主研制的SSVS仿真平台上对卫星在轨运行场景进行了一体化分布仿真,对仿真结果进行了分析,并得出结论。     

基于部件模拟等效器的卫星姿态控制仿真系统

为了加快小卫星姿控系统的研究进度,提高姿控系统的可靠性,提出了一种利用数据接口转换和数据编码来模拟姿态敏感器实物功能和接口特性的方法,设计了一个基于部件模拟等效器的小卫星姿态控制仿算系统,并详细介绍了该仿真系统的总体构成和方案设计.最后,通过接入姿态敏感器的实物来验证该模拟方法的正确性,并在该系统上实现了小卫星姿态控制算法的仿真验证.仿真结果表明了该系统设计的合理性和有效性.     

系统测试-评估-协同工作集成平台研究

在分析分布交互仿真系统全生命周期中对测试、评估及协同工作环境工具的需求基础上，提出了分布交互仿真系统测试．评估．协同工作一体化集成平台方案，实现了对分布交互仿真系统全生命周期测试评估活动的全方位支撑。本文介绍了在集成平台开发过程中解决了一系列的关键技术问题。本文的研究工作对分布交互仿真测试评估技术研究与应用具有重要意义，为开发更加有效的分布交互仿真系统测试评估和协同工作平台奠定了基础。     

基于H∞鲁棒控制的挠性卫星姿态控制

针对存在未建模动态、模型参数不确定性和外力矩扰动的挠性卫星，通过选择合适的加权函数将挠性卫星姿态控制问题转化为H∞混合灵敏度问题。采用H∞优化方法设计了鲁棒控制器。最后对卫星姿态控制系统进行了仿真研究，结果表明采用鲁棒控制器的姿控系统较传统的PID控制的姿控系统具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰性能。     

小卫星设计、分析与仿真验证一体化系统

针对小卫星采用一体化设计、模块化集成的方法,选择国际上先进的仿真技术,在单轴气浮转台和AC104实时仿真器硬件基础上,设计并建立了“小卫星设计、分析与仿真验证一体化系统”的数学仿真和半物理仿真两个平台,该系统在方案设计阶段用于对总体方案进行优化,仿真与评价;在研制阶段为部件和分系统提供系统的验证和验收手段,在测试和运用阶段用于系统的故障诊断、故障隔离和对策研究等。     

基于迭代学习-未知输入观测器的卫星姿控系统鲁棒故障重构

针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning unknown input observer, IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线性姿控系统模型。其次,采用UIO干扰解耦原理和H_∞控制思想,设计IL-UIO估计卫星姿态欧拉角和角速度的同时,利用IL算法实现执行机构鲁棒故障重构。并利用Lyapunov稳定性理论证明了IL-UIO稳定性和动态故障偏差最终有界, 通过线性矩阵不等式(linear matrix inequaliry, LMI)工具箱求解了观测器部分参数矩阵。最后,建立卫星闭环姿控系统并进行仿真,仿真结果验证了此方法的有效性。     

基于XMSF的高速铁路列控系统仿真测试平台设计

总结高速铁路列控系统仿真的特点,提出了基于可扩展建模及仿真框架(XMSF)的高速铁路列控系统仿真测试平台方案,以使平台达到可扩展性,可重用性和可操作性,力高速铁路列控系统仿真测试平台的兼容性和可持续性发展提供支撑.利用XMSF可使系统仿真不只局限于某个平台或中间件,可实现仿真测试系统的跨平台和跨地域性.同时,采用分层结构,在乎台中增加仿真辅助层,通过XML描述不同运行模式,实现仿真运行地自动化,减少人员操作,提高系统仿真及测试的高效性.     

地球观测卫星轮控系统单通道全物理仿真

地球观测卫星姿态控制系统是个复杂的，高精度，长寿命对地三轴稳定，在太阳同步轨道上帆板对太阳定向的系统，执行机构为动量轮，采用偏置方式构成整星零动量，由于卫星控制系统中采用动量轮，因此必须对轮子的摩擦力矩，轮子过零，轮子动量卸载等关键问题，进行深入研究，为了提高轮控系统可靠性，研究其动力学特性，发现问题，将轮子接入控制系统进行气浮台仿真是十分重要的。本文主要叙述地球观测卫星全物理仿真系统组成，系统仿真内容和方法，试验结果。     

基于比例积分观测器的卫星姿控系统鲁棒故障重构

针对卫星在轨运行出现执行机构故障问题,提出了一种基于观测器的卫星姿控系统鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰、测量干扰以及噪声,建立欧拉离散时间卫星姿控系统模型。其次,设计一种离散比例积分观测器(proportional integral observer, PIO)实现卫星姿态角和姿态角速度估计,并利用前一时刻的故障重构值和输出估计误差迭代更新当前故障重构信息。然后,采用干扰解耦思想设计离散PIO解耦部分空间干扰,并利用H_∞技术抑制剩余干扰和测量噪声的影响。另外,利用线性矩阵不等式工具箱求解了部分观测器增益矩阵。最后,仿真结果验证了所提故障重构方法的有效性。     

小卫星星载电子系统协同仿真技术研究

以小卫星电子系统的仿真为研究对象,针对传统单一环境下电子系统仿真存在的局限性,对星载电子系统与整星系统的协同仿真进行了研究.对星载电子系统协同仿真的原理进行了分析,并对星载电子系统协同仿真存在的关键性问题进行了研究,同时对电子系统协同仿真的几种实现方式进行了探讨提出了基于Matlab/Simulink与Modelsim的协同仿真解决方案.以小卫星大角度机动PID控制为背景,进行了协同仿真,验证了电子系统协同方针的可行性与实用性.该协同仿真的方法为现代小卫星的电子系统的快速设计与准确验证提供了一种新的解决思路.     

新型舰炮综合火控系统仿真技术

文章在分析了舰炮火控系统的发展需求和现状的基础上，简述了发展新型舰炮综合火控系统的必然性及特点。在此基础上，主要介绍了用于该系统原样研制的半实物仿真系统的用途、组成和功能，重点介绍了该仿真系统的数学模型。最后展望了在该系统全过程应用仿真技术的发展思路。     

YFK-1仿真试验控制台的研究与开发

仿真试验控制装置是水下航行器控制系统半实物仿真中不可缺少的设备。论文以水下航行器半实物仿真系统为应用对象，以工业控制计算机和数据采集卡为硬件平台，采用LabVIEW开发工具，开发完成了YFK．1仿真试验控制台。该控制台接收来自ADI仿真计算机的仿真信号及外部设备驱动信号，采用A／D、D／A、TTL、光隔离、VMIC反射内存实时网络等接口，实现了多路模拟量、数字量的检测和显示。开发的系统具有控制、检测、监测和报警功能，且具有和高级语言C＋＋的接口，可以调用C＋＋的源程序，大大加强了仪器的灵活性。     

单轴飞轮储能/姿态控制系统的仿真研究

说明了集成化储能与姿态控制系统的工作原理,提出了一种由两反转飞轮系统及气浮转台组成的单轴飞轮储能/姿态控制系统的原理实验装置,对姿态与DC总线电压控制进行了解耦,通过各子系统模型建立了系统的数学模型。通过仿真证明了利用两反转飞轮系统可以实现电能与动能之间的相互转化,并在能量转化的同时实现了气浮转台角度的控制,对于集成化能量与姿态控制系统实验样机的研制具有一定的指导意义。     

基于Vega的飞机防滑刹车系统视景仿真

在机载机电设备综合控制管理仿真平台的设计中,为了改变过去仿真时只是单一的数字或曲线显示仿真结果的状况,直观形象地显示仿真过程,加入了视景仿真模块。飞机防滑刹车系统作为该平台的一个子系统,建立了一个对该系统进行实时视景仿真的分布式的体系结构,其中视景驱动程序的设计采用基于MFC的Vega。     

航天器试验测控仿真系统的研究与应用

航天器飞行试验的跟踪测量与控制系统,是典型的复杂大系统。在总结多年测控总体研究经验的基础上,采用先进的计算机仿真技术,我们研制了测控仿真系统TCSS,以解决测控系统总体工作的迫切需要。TCSS是一体化的多机分布式仿真系统,它以VAX机为主机,在多台微机的配合下,可以完成包括测控系统的建模、实验、分析和结果报告等在内的仿真全过程。本文对此系统的基本结构、软件、功能特点和用途等作了介绍,也例示了其应用。     

无人机自主着陆半实物仿真系统设计

无人机自主着陆系统设计是实现大型无人机自主着陆的关键课题。设计了一种基于分米波仪表着陆技术体制的无人机自主着陆半实物仿真系统,用于设计和验证无人机着陆引导系统的稳定性、可靠性以及相关性能指标,替代工程研制的实际试飞,避免承担风险和节省大量人力物力财力。无人机自主着陆半实物仿真系统设计包括分米波仪表着陆系统地面和机载设备模拟器、无线电高度表模拟器和激光测高仪模拟器、无人机数学模型仿真机和飞行控制仿真机以及仿真主控计算机等。实现了对无人机自主着陆全过程的仿真试验,仿真数据可作为研制无人机着陆引导实物系统的重要参考。     

水下武器系统一体化仿真技术研究与设计

水下武器系统是一个非常复杂的大系统。仿真研究在水下武器系统的研究和设计中起着十分重要的作用。本文讨论了基于数据库的水下武器系统一体化仿真环境技术和设计。该仿真系统将水下武器的建模、实验、结果处理和图形输出集于一体。论文研究了该仿真系统的结构，数据库设计和主要特征。通过一体化仿真系统的机理分析和仿真实验，其结果表明利用一体化仿真技术是研究和设计现代水下武器的一种有效的、可靠的、先进的和廉价的方法。     

基于Windows平台的仿真支撑系统的研究

对可运行于Windows平台的仿真支持系统进行了研究,并加以了具体地实现,针对微机系统的特点,采用了客户／服务器方式,对大型网络实时数据库进行了精心设计,实现了利用微机群构成大型仿真系统,对模型的编写、编译、连接、调试、运行和结果分析等全过程提供支持。并将指导员台,就地操作,工程师站等功能有机地进行了集成。同时,作为一个开放的系统,还提供了应用程序编程接口,为用户的进一步开发提供了方便。在多个仿真系统的实际使用表明,本研究成果为基于Windows平台的仿真系统的开发、运行和研究提供了良好的基础。     

面向自主飞行器的嵌入式计算平台

基于模型的设计方法是目前嵌入式控制系统开发与设计的主流方法,而对嵌入式控制系统模型及其代码正确性的检验是亟待解决的问题。基于平台的设计理论,提出一种面向自主飞行器的嵌入式计算平台,该平台以基于模型的设计方法实现对复杂实时控制系统建模,并且在同一框架下完成模型到代码的自动生成以及对实时控制系统进行不同粒度的检验,即X在环仿真,包括模型在环仿真、软件在环仿真、硬件在环仿真。该平台的提出为嵌入式实时控制系统的开发与设计提供了建模及模型检验的一体化环境,提高嵌入式实时控制系统的开发效率。     

平面自由运动半物理仿真系统的初始条件实现

提出了一种平面自由运动半物理仿真系统的设计,对系统仿真试验的初始条件形成过程进行了具体阐述。系统中应用了一种平面两自由度直角坐标运动装置,用于完成系统驱动及速度和位置控制,同时这种运动装置能够进行直角坐标跟随运动,并与其末端测量机构共同实现对平面自由运动物体的高精度大范围位姿测量。建立了系统的运动学模型,并设计相应的控制算法实现试验所需的运动过程,采用半闭环和闭环相结合的方法有效控制系统的末端累积误差;针对提出的复合测量方法,建立了测量原理的数学模型,并进行了精度分析和仿真计算。实验证明这种设计和相应的控制测量方法合理可行。