[发明专利]用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统

权利要求书

1.一种用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，包括上位机、下位机、程控电源和泵站以及两个以上实物；

所述上位机中运行有windows系统并配置有上位机软件；所述下位机中运行有实时操作系统并配置有下位机软件；

所述上位机通过以太网与所述下位机进行信息交互，所述下位机通过总线与各所述实物进行信息交互，所述上位机通过以太网与程控电源和泵站进行通信，所述程控电源为各所述实物进行供电，所述泵站为各所述实物提供压力。

2.根据权利要求1所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，所述上位机软件用于控制以太网协议设备、加载和卸载下位机软件、控制试验的运行和停止、获取试验运行参数、获取下位机模型算法数据、实时显示下位机模型数据、向下位机发送试验用例参数以及记录试验日志。

3.根据权利要求1所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，所述下位机软件用于运行火箭动力学模型、GNC系统算法、时序控制、通过以太网与上位机软件进行交互，使用各总线与各单机和仿真设备进行交互。

4.根据权利要求1所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，所述下位机配置有1553B总线、RS422总线、光纤总线和DI/O板卡，所述下位机通过1553B总线接收惯组数据和综合控制器的时序，并向飞控计算机发送与接收第一指令；所述下位机通过RS422总线向飞控计算机发送与接收第二指令，向综合控制器发送与接收第三指令；通过光纤总线向发动机模拟系统、三轴转台、单轴转台和卫星导航模拟器发送和接收指令；通过DI/O板卡向飞控计算机和综合控制器发送时序开出量与采集开入量。

5.根据权利要求4所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，所述下位机还配置有定时器卡，所述定时器卡用于提供中断时钟。

6.根据权利要求5所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，所述定时器卡采用CPCI接口卡，其定时精度为10M。

7.根据权利要求1所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，所述半实物仿真总控系统的运行过程为：

确定下位机软件状态、试验用例状态、仿真环境配置、各单机和仿真设备电缆连接状态；

在上位机软件中确定所需存储数据、实时显示数据、仿真用例，根据需要选择单次仿真或批量仿真模式，并根据试验目的制定试验流程，控制各程控电源和泵站；

启动上位机软件，按照设计流程启动自动执行各设备上电、加压；

上位机软件控制启动下位机软件，下位机进行各板卡初始化、与各设备通讯校验、检查各设备返回的自检信息；

下位机软件进行环境配置、仿真参数初始化、仿真用例选择初始化；

下位机软件进入仿真流程，运行动力学模型、GNC算法、时序功能，向不同单机设备发送与接收实时计算的指令；

单次或多次批量仿真试验结束后，导出试验数据与运行日志，完成本轮试验。

8.根据权利要求7所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，所述下位机软件进入仿真流程，运行动力学模型、GNC算法、时序功能，向不同单机设备发送与接收实时计算的指令的过程为：

下位机通过光纤总线向发动机负载模拟系统发送力矩指令、向单轴转台与三轴转台发送角度与角速度指令、向卫星导航模拟器发送速度位置姿态角指令并接收以上各设备回令，通过1553B总线、RS422总线和DI/O板卡向飞控计算机和综合控制器发送与接收时序指令，飞控计算机采集惯组、陀螺、卫星导航接收机、伺服机构信息，经控制系统计算后发送给伺服机构作动指令，下位机接收发动机负载模拟系统摆角信息，闭合进入模型运算，形成硬件在环试验。

9.根据权利要求7所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，如果下位机在进行各板卡初始化、与各设备通讯校验、检查各设备返回的自检信息的过程中出现异常，则所述下位机向上位机返回信息，所述上位机逐步执行各设备卸载操作。

10.根据权利要求7所述的用于航天器控制系统的半实物仿真总控系统，其特征在于，所述试验流程包括加载实物操作流程和卸载实物操作流程，所述加载实物操作流程为：惯组、陀螺、飞控计算机、综合控制器、卫星导航接收机上电，发动机模拟系统加压；所述卸载实物操作流程为：惯组、陀螺、飞控计算机、综合控制器、卫星导航接收机下电，发动机模拟系统泄压。