[发明专利]运用于控制系统的双重超实时快速仿真测试系统及方法

权利要求书

1.一种运用于控制系统的双重超实时快速仿真测试方法，其特征在于包括主流程、数据交互子流程、超实时子流程，其中：

主流程：

步骤一：协同仿真周期起始时刻，选择是否启动超实时模式，发出启动信号，进入步骤二；

步骤二：星载软件和动力学模型同时并列运行，运行数据交互子流程，运行超实时子流程，进入步骤三；此处的动力学模型当未启动超实时模式时，只运行实时动力学模型；当启动超实时模式时，同时运行实时动力学模型和超实时动力学模型；

步骤三：判断是否收到星载软件运行结束信号，如果没有收到，进入步骤四；如果收到，进入步骤五；

步骤四：判断是否收到动力学模型运行结束信号，如果没有收到，进入步骤二；如果收到，进入步骤七；

步骤五：星载软件暂停运行，动力学模型继续运行，运行超实时子流程，进入步骤六；

步骤六：星载软件已运行结束，判断是否收到动力学模型运行结束信号，如果没有收到，进入步骤五；如果收到，进入步骤九；

步骤七：动力学模型暂停运行，星载软件继续运行，运行数据交互子流程，进入步骤八；

步骤八：动力学模型已经运行结束，判读是否收到星载软件运行结束信号，如果没有收到，进入步骤七；如果收到，进入步骤九；

步骤九：星载软件与动力学模型均运行结束，一个协同仿真周期结束，进入步骤一，开始下一个协同仿真周期；

数据交互子流程：

(1)：星载软件是否有外部通讯需求，如果有，进入步骤(2)；如果没有，进入步骤(3)；

(2)：协同仿真软件根据通讯指令，在指定区域取对应姿态敏感器的姿态信息反馈给星载软件，进入步骤(3)；

(3)：星载软件是否有控制信息输出，如果有，进入步骤(4)；如果没有，进入步骤(5)；

(4)：协同仿真软件将控制信息存放在指定区域，等待动力学模型运行一个步长后，将控制信息传输给动力学模型，进入步骤(5)；

(5)：返回主流程；

超实时子流程：

S1：判断是否正在运行超实时模式，如果否，进入步骤S2；如果是，进入步骤S4；

S2：动力学模型判断是否收到超实时模式启动指令，如果是，进入步骤S3；如果不是，进入步骤S6；

S3；超实时动力学模型读取实时动力学模型当前状态作为超实时动力学模型的起始状态，按照设定的超实时步长开始仿真，进入步骤S4；

S4：超实时动力学模型是否运算至设定时长，如果是，进入步骤S5；如果不是进入步骤S6；

S5：将超实时动力学模型计算结果，赋值给实时动力学模型，实时动力学模型由新的状态开始进行动力学方程解算；实时动力学模型将新状态下的时间和姿态信息传输给星载软件，进入步骤S6；

S6：返回主流程。

2.一种适用于权利要求1所述运用于控制系统的双重超实时快速仿真测试方法的测试系统，其特征在于：通过虚拟计算机、动力学模型、数据总线和协同仿真模块实现硬件超实时+软件超实时双重超实时嵌套方式的仿真；所述的动力学模型包括实时动力学模型和超实时动力学模型两套独立的模型；

硬件超实时是利用虚拟计算机模拟星载软件运行环境，通过数据总线与实时动力学模型进行信息交互；

所述的协同仿真模块用于协同虚拟计算机和动力学模块之间的时序，使二者实现并列运行；所述的实时动力学模型按照真实步长实时运行，用于参与闭环控制；所述的超实时动力学模型收到软件超实时启动命令后，按照设定的超实时步长进行轨道和姿态推算，推算结束后将结束点的轨道信息和结束点时间赋予实时动力学模型，通过数据总线交互至运行在虚拟计算机上的星载软件。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：硬件超实时适用于任务全流程，在任意工况下均可以实现超实时；

在硬件超实时基础上加入软件超实时适用于卫星在无轨控喷气的工况。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述的硬件超实时优选适用于星载软件需要实时持续一段时间进行运算或者产生轨控效果的工况。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述的虚拟计算机和动力学模型并行运行在同一CPU的不同内核中或者多台计算机中。