用户名: 密码: 验证码:
数据流仿真在空间任务分析与设计中的应用
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
航天技术水平是一个国家科技实力和综合国力的反映,神舟五号载人飞船的成功发射,是我国航天科技发展的里程碑。飞行器有高投入、高风险的特性,因而对飞行器的设计研制也就有高精度、高可靠性、高安全性的要求。计算机仿真为飞行器的方案设计验证和性能分析,提供了一条有效的途径。
     本文首先介绍了课题的背景、目标以及课题的主要内容,其次对离散事件仿真环境OMNeT++作了详细的介绍,重点基于OMNeT++仿真器建立了飞船应用系统数据流模型和三轴稳定卫星的姿态控制系统模型,对其数据流特性作了仿真分析,主要内容如下:
     (1)建立了飞船应用系统的拓扑结构,对大容量存储器的存储量、科学数据的下行策略、1553B总线性能等数据流特性进行了仿真分析。
     (2)建立了三轴稳定卫星姿态控制系统的仿真平台,对姿态确定和控制算法进行了验证,并且对星敏感器、反作用飞轮的输出延时效应对控制精度的影响进行了仿真分析,最后研究了控制周期的大小对卫星姿态控制精度的影响。
     (3)为了实现复杂网络和数据流框架的仿真,研究了OMNeT++与HLA/RTI联合仿真的接口问题,分别在Windows和Linux平台下采用两种方法实现了OMNeT++离散事件仿真器与HLA的联合仿真。
     通过本文的研究工作,将离散事件仿真平台OMNeT++的应用扩展到飞行器设计领域,并且实现了OMNeT++的分布式仿真功能,对将来仿真工作的进一步发展具有重要的实际意义。
Space technology level is the reflection of the science and technology ability and colligation power of a country.The success of Shenzhou 5 manned spaceship is the landmark of space technology development of our country. Spacecraft has the characteristic of high cost and high risk, so the design of the spacecraft has request high precision、high dependability and high security.The computer simulation supply a efficacious approach for the project validate and performance analyse of the spacecraft.
     This paper first introduce the background, purpose and primary content, and then particular introduce the discrete event simulation environment OMNeT++. The emphases are built the spaceship application system model and the three-axis satellite attitude control system model based on the OMNeT++ simulator, and the data stream characteristic was simulated and analysed. The main content of this paper is as follows:
     (1) Built spaceship apply system topology frame, the capacity of the great memory、the download strategy of science data and the 1553B bus characteristic were simulatedand analysed.
     (2) Built the simulation platform of the attitude control system of the three-axis satellite, the attitude determination and control arithmetic were validated, and the affection of the control precision by the output delay of the star sensor and flywheel was simulated, at last the affection of the period size to the control precision was researched.
     (3) For the simulation of the complex network and data stream system, the interface of OMNeT++ and HLA/RTI combine simulation was researched, and the two method carry out the combined simulation on the Windows and Linux system.
     The research of this paper extend the application of OMNeT++ to the spacecraft design domain, and achieve the distributed simulation of OMNet++.
引文
[1] 吴重光. 仿真技术. 化学工业出版社[M]. 2000-5.
    [2] 章仁为. 卫星轨道姿态动力学与控制[M]. 北京航空航天大学出版社. 1998-5.
    [3] 肖业伦. 航空航天器运动的建模---飞行动力学的基础[M]. 北京航空航天大学出版社.2003-6.
    [4] 周彦,戴剑伟.HLA 仿真程序设计[M].电子工业出版社,2005.
    [5] 付正军译. 计算机仿真中的HLA技术[M]. 国防工业出版社. 2003-6.
    [6] 屠善澄等.卫星姿态动力学与控制[M].宇航出版社.1999-9.
    [7] 罗志强.航空电子综合化系统[M].北京航空航天大学出版社.1990.
    [8] 候捷.STL 源码剖析[M].华中科技大学出版社.2002.
    [9] Martin D.Carroll Margaret A.Ellis 著. 陈伟柱 译. C++代码设计与重用[M]. 人民邮电出版社.2002.
    [10] 胡峰,孙国基. 航天仿真技术的现状及展望[J]. 系统仿真学报, 1998-4.
    [11] 王新伟 基于 OMNeT++的环形网络仿真[J].哈尔滨理工大学学报, 2004-4.
    [12] 张新邦、林来兴、索旭华. 卫星控制系统仿真技术[J].计算机仿真,2000-2.
    [13] 孙兆伟、耿云海、何平、曹喜滨.微小卫星高精度三轴稳定控制算法研究[J]. 上海航天,2000-2.
    [14] 杨锋、周宗锡、刘曙光. 基于星敏感器/光纤陀螺的卫星定姿算法[J]. 控制工程,2006-4.
    [15] 孙兆伟、耿云海、何平、曹喜滨. 微小卫星高精度三轴稳定控制算法研究[J].上海航天,2000-2.
    [16] 吴昊、刘建业、段方、赵伟. 基于 STK 的小卫星零动量姿态控制系统仿真研究[J].遥测遥控,2005-5.
    [17] 王芙蓉,姚雅倩,张帆等.基于 HLA 体系结构的交互式网络仿真设计[J].系统仿真学报,2006-9.
    [18] 张亚崇,严海蓉,孙国基等.HLA/RTI 中的时间管理机制分析[J].计算机应用研究,2003-7.
    [19] 徐晓云、李俊锋、苏罗鹏、柳宁. 小卫星轨道姿态控制系统仿真软件平台[J]. 清华大学学报(自然科学版),2003-2.
    [20] High Level Architecture(HIA)-Interface Specification.Version1.3 Defense Modeling and Simulation Office,1998
    [21] Asad waqar malik,Abdul basit,Shoab a khan. HLA compliant network enabled distributed modeling and simulation infrastructure design.Software Engineering,Parallel&Distributed systems,2005-13.
    [22] ANDRAS Varge.OMNeT++ Discrete Event Simulation System Version 3.2bl User Manual.ANDRAS Varge,2001
    [23] Nicky van Foreest Simulating Queueing Networks with OMNeT++,2003
    [24] www.omnetpp.org

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700