基于LabVIEW RT的交會(huì)對(duì)接實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、交會(huì)對(duì)接技術(shù)與天地往返、出艙活動(dòng)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(zhǎng)期載人航天飛行、大型空間站使用以及相關(guān)補(bǔ)給任務(wù)的重要支撐部分，因此作為一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)來說，設(shè)計(jì)其系統(tǒng)具有諸多要求。如何真實(shí)且有效的設(shè)計(jì)交會(huì)對(duì)接的仿真測(cè)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(shí)時(shí)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(shí)系統(tǒng)的，且能夠與相應(yīng)實(shí)時(shí)硬件配合

2、的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，相比其他的實(shí)時(shí)系統(tǒng)來說，它的豐富的軟硬件平臺(tái)是其他實(shí)時(shí)系統(tǒng)所不具有的。本文基于某實(shí)際項(xiàng)目“XX控制與仿真”，針對(duì)空間飛行器的動(dòng)力學(xué)模型設(shè)計(jì)、仿真方案、半物理仿真試驗(yàn)等進(jìn)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(duì)運(yùn)動(dòng)方程，即C-W方程，之后通過數(shù)學(xué)建模并分析其相對(duì)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及性質(zhì)；之后由于在近距離相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)也是不可忽視的一部分，故繼而對(duì)相對(duì)姿態(tài)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究；最后通過對(duì)比分析自然狀態(tài)下以

3、及受攝動(dòng)影響的數(shù)學(xué)仿真模型，研究攝動(dòng)對(duì)空間飛行器的近距離相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。
　　之后，在近距離交會(huì)過程中，單一的慣性元件導(dǎo)航或者CCD相機(jī)導(dǎo)航都有著各自獨(dú)立的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)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(shì)，分析并設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)運(yùn)行的實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)仿真模型，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的模塊化開發(fā)流程。
　　最后，設(shè)計(jì)了近距離交會(huì)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)整體方案，規(guī)劃出實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的整體組成以及各個(gè)子系統(tǒng)下的主要功能。針對(duì)實(shí)時(shí)仿真模型采用了NI-PXIe系列硬件以及相應(yīng)的LabVIEW RT下的實(shí)時(shí)仿真模型，并通過設(shè)計(jì)使得其具有良好的擴(kuò)展性；針對(duì)分布式實(shí)時(shí)仿系統(tǒng)，通過共享內(nèi)存的方式解決了各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸問題；最后