空間太陽能電站動力學與控制的柔性一體化仿真平臺

【摘要】：仿真系統(tǒng)廣泛應用在航天、工業(yè)、測控等眾多領域。隨著科技的進步，仿真系統(tǒng)的復雜度不斷提升、規(guī)模在不斷加大、涉及領域也在不斷增多。而大多數(shù)的仿真系統(tǒng)都是某一領域?qū)Ｓ玫姆抡孳浖?，無法實現(xiàn)多領域建模、仿真等功能，也不能和多個仿真系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享。這就導致了模型的重復開發(fā)，造成了時間和資金等資源上的浪費。因此，構建既能復用、裝配、定制模型，又能滿足不同領域仿真需求的柔性一體化仿真平臺成為了如今仿真領域的熱點問題。 通過對多領域一體化仿真的理論和方法系統(tǒng)調(diào)查研究后，本文設計建立了空間太陽能電站的動力學與控制模型，并使用自主調(diào)配式的模型復用技術及基于接口規(guī)范的模型集成方式，設計實現(xiàn)了能夠提高模型復用率、與其他仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的柔性一體化仿真平臺。平臺以能與COM組件無縫集成的C#作為編程語言，在模型管理上，采用組件裝配技術、Modelica文本建模技術以及圖像建模技術，實現(xiàn)仿真模型不同方式的建立，并創(chuàng)建模型庫對所創(chuàng)建的模型進行集中存儲；在流程管理上，使用連接器對仿真流程進行設置，以達到數(shù)據(jù)在指定接口之間的傳遞；在意外中斷處理上，通過保存過程數(shù)據(jù)及記錄斷點位置，使平臺再次啟動時仿真任務能夠從中斷位置繼續(xù)執(zhí)行。此外，平臺還集成了Modelica的仿真模型以及其他的仿真系統(tǒng)，以滿足不同領域建模仿真的需求。 本文最后在柔性一體化仿真平臺上，對空間太陽能電站的動力學與控制模型進行仿真并得出結(jié)果，從而驗證了柔性一體化平臺的功能可用性與完整性。 【關鍵詞】：空間太陽能電站 動力學與控制 仿真平臺 柔性平臺 一體化平臺
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：V411.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-22
• 1.1 課題概述8-10
• 1.1.1 課題背景8-9
• 1.1.2 研究目的與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-20
• 1.2.1 空間太陽能電站10-16
• 1.2.2 多領域建模仿真技術16-20
• 1.3 研究內(nèi)容20-22
• 第2章 空間太陽能電站動力學與控制模型22-33
• 2.1 坐標系定義22
• 2.1.1 當?shù)剀壍雷鴺讼担?O_r–x_ry_rz_r）22
• 2.1.2 站本體坐標系（ O_b–x_by_bz_b）22
• 2.1.3 附件坐標系（ O_a -ξηζ ）22
• 2.2 空間太陽能電站高精度軌道動力學模型22-28
• 2.2.1 大氣力攝動23-24
• 2.2.2 太陽輻射壓攝動24-25
• 2.2.3 地球反照輻射壓攝動25
• 2.2.4 經(jīng)驗修正攝動模型25-26
• 2.2.5 由位置速度矢量計算軌道根數(shù)26-27
• 2.2.6 由軌道根數(shù)計算位置矢量和速度矢量27-28
• 2.3 空間太陽能電站姿態(tài)動力學模型28-30
• 2.4 空間太陽能電站控制模型30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 平臺主要模塊的設計與實現(xiàn)33-51
• 3.1 主要技術研究與應用33-39
• 3.1.1 自主調(diào)配式模型復用33-34
• 3.1.2 基于接口規(guī)范的模塊集成34-39
• 3.2 模型管理的設計與實現(xiàn)39-46
• 3.2.1 模型管理的功能分析與實現(xiàn)39-43
• 3.2.2 模型建立的實現(xiàn)43-46
• 3.3 流程管理的設計與實現(xiàn)46-50
• 3.3.1 流程信息管理46-48
• 3.3.2 狀態(tài)管理48-49
• 3.3.3 流程中斷的管理49
• 3.3.4 流程版本的管理49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第4章 柔性一體化仿真平臺功能測試51-67
• 4.1 平臺數(shù)據(jù)庫設計51-55
• 4.1.1 數(shù)據(jù)庫架構51
• 4.1.2 設計原則51-52
• 4.1.3 數(shù)據(jù)庫設計52-55
• 4.1.4 對象/關系數(shù)據(jù)庫映射55
• 4.2 功能測試55-66
• 4.2.1 測試用例55-58
• 4.2.2 模型接口58-61
• 4.2.3 測試結(jié)果61-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73

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