基于LabVIEW RT的交會對接實時仿真系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、交會對接技術(shù)與天地往返、出艙活動技術(shù)并稱為載人航天三大基本技術(shù)，其技術(shù)主要能夠服務(wù)于長期載人航天飛行、大型空間站使用以及相關(guān)補給任務(wù)的重要支撐部分，因此作為一項復(fù)雜的系統(tǒng)來說，設(shè)計其系統(tǒng)具有諸多要求。如何真實且有效的設(shè)計交會對接的仿真測試具有非常重要的意義，隨著目前航天事業(yè)的發(fā)展，在航天領(lǐng)域中引入實時仿真技術(shù)已經(jīng)有了一定的應(yīng)用。而LabVIEW RT是在LabVIEW編程軟件的基礎(chǔ)上，衍生出的一種面向?qū)崟r系統(tǒng)的，且能夠與相應(yīng)實時硬件配合

2、的實時操作系統(tǒng)，相比其他的實時系統(tǒng)來說，它的豐富的軟硬件平臺是其他實時系統(tǒng)所不具有的。本文基于某實際項目“XX控制與仿真”，針對空間飛行器的動力學(xué)模型設(shè)計、仿真方案、半物理仿真試驗等進行了深入研究。其主要內(nèi)容包括：
　　首先，在軌道坐標(biāo)系中介紹了相對運動方程，即C-W方程，之后通過數(shù)學(xué)建模并分析其相對運動特點及性質(zhì)；之后由于在近距離相對運動中的姿態(tài)運動也是不可忽視的一部分，故繼而對相對姿態(tài)運動進行研究；最后通過對比分析自然狀態(tài)下以

3、及受攝動影響的數(shù)學(xué)仿真模型，研究攝動對空間飛行器的近距離相對運動的影響。
　　之后，在近距離交會過程中，單一的慣性元件導(dǎo)航或者CCD相機導(dǎo)航都有著各自獨立的優(yōu)缺點，結(jié)合實際情況并不能單一有效的完成導(dǎo)航任務(wù)，為此本文結(jié)合兩種導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢，分析并設(shè)計了IMU/CCD組合導(dǎo)航系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。
　　其次，采用NI公司的仿真接口工具包（Simulation Interface Tookit，SIT）將之前在MATLAB/S

4、imulink下的數(shù)字仿真模型轉(zhuǎn)化為能夠在LabVIEW RT下實時運行的實時動力學(xué)仿真模型，并設(shè)計相應(yīng)的模塊化開發(fā)流程。
　　最后，設(shè)計了近距離交會實時仿真系統(tǒng)整體方案，規(guī)劃出實時仿真系統(tǒng)的整體組成以及各個子系統(tǒng)下的主要功能。針對實時仿真模型采用了NI-PXIe系列硬件以及相應(yīng)的LabVIEW RT下的實時仿真模型，并通過設(shè)計使得其具有良好的擴展性；針對分布式實時仿系統(tǒng)，通過共享內(nèi)存的方式解決了各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸問題；最后