環(huán)月軌道交會分布式仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、環(huán)月軌道交會作為我國載人登月的關鍵技術環(huán)節(jié)之一，受到越來越多的關注。本文正是以環(huán)月軌道交會為背景，結合飛行器仿真技術、分布計算技術和可視化技術，設計了一套面向航天任務多粒度仿真的分布式仿真系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的平臺層和模型層設計進行了詳細研究。主要的工作如下：
　　對環(huán)月軌道交會仿真系統(tǒng)進行了總體設計。分析了環(huán)月軌道交會任務，給出了環(huán)月軌道交會相關的概念和初步論證過程中制定的實施方案，并對整個交會飛行過程展開描述。從軌道壽命、軌道參數(shù)、

2、受曬因子以及軌道陽光角四個方面分析了環(huán)月軌道的特性，并以此為依據(jù)給出了環(huán)月軌道設計和選擇方案；結合任務特點，對環(huán)月軌道仿真系統(tǒng)的模型體系和數(shù)據(jù)流程設計進行說明。對仿真系統(tǒng)整體的體系結構進行說明，闡述了系統(tǒng)分層設計思想，并著重對系統(tǒng)的平臺層、模型層和仿真運行流程進行描述。
　　研究了有關環(huán)月軌道交會仿真系統(tǒng)平臺層的設計問題。采用分層設計思想，在平臺總體架構設計和開發(fā)上將硬件平臺與軟件平臺相分離，仿真平臺與仿真模型相分離，仿真模型與模

3、型參數(shù)相分離。基于模型模板的仿真模型管理思想，對可執(zhí)行程序、動態(tài)庫和 matlab三類模型分別設計模型模板，實現(xiàn)了混合模型的管理和驅(qū)動。在圖形化試驗管理設計方面，重點介紹了試驗管理底層程序的設計方式，展示了仿真平臺試驗主界面并對界面各功能區(qū)進行了簡單介紹，最后對XML仿真想定文件做了說明。
　　研究了有關環(huán)月軌道交會仿真系統(tǒng)模型層的設計問題。針對需要構建的模型特點，對模型進行統(tǒng)一的數(shù)學形式化描述，為后續(xù)通用模型層的設計和數(shù)學模型的

4、仿真實現(xiàn)奠定基礎。詳細介紹了模型層公共數(shù)據(jù)設計方法，引入了模型包的概念，模型包既可以包含模型也可以實現(xiàn)自身層層包含，這樣就可以實現(xiàn)各類模型分門別類的組織和快速的搜索，為模型管理工作提供便利。面向環(huán)月軌道交會任務，初步設計了航天器相對動力學、相對自主導航、相對六自由度控制和推力器控制分配四個主要模型，并結合模型的數(shù)學形式給出其在仿真系統(tǒng)中的仿真實現(xiàn)形式。
　　構建了環(huán)月軌道交會仿真系統(tǒng)原型并對其進行仿真試驗。對原型系統(tǒng)概念進行簡單闡