[发明专利]航天器可重构测试仿真一体化设备及其方法

说明书

技术领域

本发明属于航天测试领域，具体涉及一种航天器可重构测试仿真一体化设备及其方法。

背景技术

在卫星研制过程中，需要对每个卫星和部件进行长时间的测试和仿真，需要大量的测试和仿真仪器，这些仪器价格昂贵、研制周期长，是研制构成中的重要环节。仿真分为软件仿真、半物理仿真、物理仿真。仿真设备，涉及到仿真数学模型、被测对象控制及驱动过程、被测对象电路设计、被测对象物理架构，需要对被测对象具有深入了解，所以一般由被测对象厂家研制生产。测试设备一般由测试仪器厂家研制生产，生产的产品，一般是满足大多数用户的通用需求的，对于特殊需求，关注较少。测试设备和仿真设备这种分别研制，仿真设备专研专用，测试设备重复开发，造成了资源浪费、操作不便等问题，设备接口众多，也容易造成接口不匹配而损毁。

发明内容

本发明的目的是为航天器测试提供一种可重构的测试、仿真一体化设备，该设备将仿真器、测试仪器、控制器通过标准总线一体化集成，通过母板连接在标准机箱内部，通过调度计算机灵活地向控制器内注入仿真算法、驱动软件、测试策略，通过软件和算法的修改，或简单的板卡替换，实现测试、仿真一体化设备的重构。

本发明的航天器可重构测试仿真一体化设备，包括调度计算机、标准机箱、交直流转换电源板卡、控制器板卡、航天器部件仿真板卡、测试板卡。其中的交直流转换电源板卡、控制器板卡、航天器部件仿真板卡和测试板卡分别通过标准总线接口与标准机箱内部的母板连接。所述的板卡均符合IEEE996标准，标准总线接口为AT96标准总线接口，航天器部件仿真板卡、测试板卡还具有一组用户标准总线接口。

本发明用航天器部件仿真板卡和测试板卡代替现有的仿真设备和测试设备，控制器板卡代替现有的控制设备，将航天器部件仿真板卡、测试板卡和控制器板卡的标准总线接口通过标准总线接口集成在标准机箱内部的母板上，实现了仿真、测试和控制的一体化。

本发明提供的航天器可重构测试仿真一体化设备中，所述的可重构包括两个方面：通过航天器部件仿真板卡和测试板卡的替换，实现所述的航天器可重构测试仿真一体化设备第一方面的可重构；通过重新编译调度计算机中的组态软件、选择航天器部件仿真板卡、测试板卡的驱动软件，选择下载到控制器板卡中的仿真算法、测试算法，就可以对设备进行重构，从而可以仿真、测试多种设备，实现第二方面的可重构。

标准机箱为金属电磁屏蔽箱体。所述的标准机箱内部有多槽母板，母板上有若干个标准总线接口。

交直流转换电源板卡可以实现220VAC到5VDC、12VDC、24VDC的转换，通过标准总线为设备内各板卡提供稳定的直流供电。

控制器板卡内部有高速CPU、大容量内存、电子硬盘等配置，软件安装有实时操作系统，能够完成复杂数学计算、网络通讯、数据存储等功能，能够通过标准总线与测试板卡、航天器部件仿真板卡实现数据交换。

应用本发明的测试仿真一体化设备，在确定仿真对象后，针对仿真对象选择合适的航天器部件仿真板卡，所述航天器部件仿真板卡内部有仿真电路。航天器部件仿真板卡的一个用户标准总线接口与测试板卡的用户标准总线接口用测试电缆相连接，另一个用户标准总线接口与传感器用标准总线连接。

所述的仿真电路分为采集电路、控制电路等，若需要测试航天器仿真板卡的采集电路，则航天器部件仿真板卡将传感器采集的仿真对象输出信号转化成数字信号，通过标准总线传送给控制器板卡，控制器板卡运行仿真策略，生成控制信号，并将生成的控制信号传送给测试板卡进行测试。

若需要测试航天器部件仿真板卡的采集电路和控制电路，则控制器将控制信号通过AT96标准总线传送给航天器部件仿真板卡，控制信号经过控制电路，生成控制信号A，航天器部件仿真板卡的把控制信号A通过测试电缆传给测试板卡。

测试板卡为系列测试板卡，多规格、多种类，可以测量电压、电流、脉冲等各种信号。测试板卡收到控制信号后，生成数据，通过标准总线传送给控制器板卡，控制器板卡中的测试算法程序对测试板卡传送的数据进行测量，从而验证航天器部件部分电路、控制方法、数据是否正确。

所述的交直流转换电源板卡、控制器板卡、测试板卡属于标准通用板卡、航天器部件仿真板卡属于定制板卡。

所述的调度计算机和控制器板卡的以太网接口用高速以太网线连接，使两者之间可以稳定通讯。调度计算机采用标准计算机，内部装有图形操作系统、组态软件、仿真算法库、测试算法库、驱动程序库。

本发明的航天器可重构测试仿真一体化的方法，具体步骤如下：

(1)选择航天器部件仿真板卡、测试板卡的种类和数量。