環(huán)月軌道交會分布式仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、環(huán)月軌道交會作為我國載人登月的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一，受到越來越多的關(guān)注。本文正是以環(huán)月軌道交會為背景，結(jié)合飛行器仿真技術(shù)、分布計(jì)算技術(shù)和可視化技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套面向航天任務(wù)多粒度仿真的分布式仿真系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的平臺層和模型層設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)研究。主要的工作如下：
　　對環(huán)月軌道交會仿真系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。分析了環(huán)月軌道交會任務(wù)，給出了環(huán)月軌道交會相關(guān)的概念和初步論證過程中制定的實(shí)施方案，并對整個(gè)交會飛行過程展開描述。從軌道壽命、軌道參數(shù)、

2、受曬因子以及軌道陽光角四個(gè)方面分析了環(huán)月軌道的特性，并以此為依據(jù)給出了環(huán)月軌道設(shè)計(jì)和選擇方案；結(jié)合任務(wù)特點(diǎn)，對環(huán)月軌道仿真系統(tǒng)的模型體系和數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。對仿真系統(tǒng)整體的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，闡述了系統(tǒng)分層設(shè)計(jì)思想，并著重對系統(tǒng)的平臺層、模型層和仿真運(yùn)行流程進(jìn)行描述。
　　研究了有關(guān)環(huán)月軌道交會仿真系統(tǒng)平臺層的設(shè)計(jì)問題。采用分層設(shè)計(jì)思想，在平臺總體架構(gòu)設(shè)計(jì)和開發(fā)上將硬件平臺與軟件平臺相分離，仿真平臺與仿真模型相分離，仿真模型與模

3、型參數(shù)相分離?；谀Ｐ湍０宓姆抡婺Ｐ凸芾硭枷?，對可執(zhí)行程序、動(dòng)態(tài)庫和 matlab三類模型分別設(shè)計(jì)模型模板，實(shí)現(xiàn)了混合模型的管理和驅(qū)動(dòng)。在圖形化試驗(yàn)管理設(shè)計(jì)方面，重點(diǎn)介紹了試驗(yàn)管理底層程序的設(shè)計(jì)方式，展示了仿真平臺試驗(yàn)主界面并對界面各功能區(qū)進(jìn)行了簡單介紹，最后對XML仿真想定文件做了說明。
　　研究了有關(guān)環(huán)月軌道交會仿真系統(tǒng)模型層的設(shè)計(jì)問題。針對需要構(gòu)建的模型特點(diǎn)，對模型進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)學(xué)形式化描述，為后續(xù)通用模型層的設(shè)計(jì)和數(shù)學(xué)模型的

4、仿真實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。詳細(xì)介紹了模型層公共數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)方法，引入了模型包的概念，模型包既可以包含模型也可以實(shí)現(xiàn)自身層層包含，這樣就可以實(shí)現(xiàn)各類模型分門別類的組織和快速的搜索，為模型管理工作提供便利。面向環(huán)月軌道交會任務(wù)，初步設(shè)計(jì)了航天器相對動(dòng)力學(xué)、相對自主導(dǎo)航、相對六自由度控制和推力器控制分配四個(gè)主要模型，并結(jié)合模型的數(shù)學(xué)形式給出其在仿真系統(tǒng)中的仿真實(shí)現(xiàn)形式。
　　構(gòu)建了環(huán)月軌道交會仿真系統(tǒng)原型并對其進(jìn)行仿真試驗(yàn)。對原型系統(tǒng)概念進(jìn)行簡單闡