[发明专利]一种基于CMG卫星姿态控制算法的全物理仿真验证系统

说明书

本发明公开了一种基于CMG卫星姿态控制算法的全物理仿真验证系统，该全物理仿真验证系统包括：模拟卫星控制系统，该模拟卫星控制系统用于模拟在轨运行的卫星控制系统的真实情况；地面测试系统，该地面测试系统与所述模拟卫星控制系统通过无线通讯装置进行无线信息传递，实现遥测数据下传和控制指令上述的功能，模拟星上天线与地面雷达之间的通讯。

技术领域

本发明涉及卫星仿真测试技术领域，具体为一种基于CMG卫星姿态控制算法的全物理仿真验证系统。

背景技术

随着卫星任务要求的提高，对卫星控制系统的稳定度、机动灵敏度要求越来越高。采用大力矩输出的控制力矩陀螺群作为执行机构来实现卫星的高稳定控制、超快速机动，已成为趋势。该技术作为高新技术，并未得到在轨的验证，因此该技术方案的未知性和风险都很大。而半物理仿真试验系统的模拟环境是人为设计的，并不能模拟完全真实的卫星在轨情况。作为新的技术，可能遇到很多设计师考虑不到的因素，不能用传统的数学建模来完全替代该环境。因此，需要地面全物理仿真系统来真实地模拟在轨运行情况，对该新技术进一步进行充分的验证。

本专利提出了一种基于CMG(控制力矩陀螺)卫星姿态控制算法的全物理仿真验证系统，可以对控制算法、系统软件实现、单机安装和系统极性的正确性实现充分的验证，为该新技术的工程应用提供依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CMG(控制力矩陀螺)卫星姿态控制算法的全物理仿真验证系统，可以对控制算法、系统软件实现、单机安装和系统极性的正确性实现充分的验证。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于CMG卫星姿态控制算法的全物理仿真验证系统，其特征在于，该全物理仿真验证系统包括：

模拟卫星控制系统，该模拟卫星控制系统用于模拟在轨运行的卫星控制系统的真实情况；

地面测试系统，该地面测试系统与所述模拟卫星控制系统通过无线通讯装置进行无线信息传递，实现遥测数据下传和控制指令上述的功能，模拟星上天线与地面雷达之间的通讯。

可选地，所述模拟卫星控制系统包括：

三轴气浮台，该三轴气浮台用于模拟卫星在轨真实环境；

电池；

供电分配箱，该供电分配箱和该电池作为电源分系统；

姿轨控计算机，作为卫星的控制分系统；

光纤陀螺组合，该光纤陀螺组合作为导航分系统；

控制力矩陀螺，该控制力矩陀螺作为执行机构分系统；

反作用飞轮；

遥测采集机；以及

无线通讯装置，该遥测采集机和该无线通讯装置作为星上天线雷达分系统；

各分系统安装到所述三轴气浮台上，以模拟真实的卫星控制系统。

可选地，所述姿轨控计算机、所述光纤陀螺组合安装在所述三轴气浮台上，所述光纤陀螺组合、所述控制力矩陀螺和所述姿轨控计算机之间通过RS422串口进行有线通讯，组成卫星控制闭环系统，解决了无线通讯不稳定导致模拟卫星控制系统发散的问题。

可选地，所述姿轨控计算机、所述反作用飞轮安装在所述三轴气浮台上，所述姿轨控计算机、所述反作用飞轮与所述气浮台测角、调平与控制计算机进行无线通讯，形成控制闭环系统，实现三轴气浮台自主调平功能。

可选地，所述电池为星上大容量超快速充电电池；所述电池安装在所述三轴气浮台上，实现超快速充电及无线供电功能，节省试验中不必要的等待时间。

可选地，所述地面测试系统包括：