多学科可行法matlab,微小卫星多学科建模与仿真方法研究
微小卫星是由控制、电子、力学等多学科、多系统构成的复杂系统,各学科间耦合严重,高精度、高置信度仿真要求将不同学科领域的分系统组合成为一个完整的系
统,在各种不同环境和工作模式下,进行相应的仿真分析。本论文紧密围绕微小卫星多领域建模与仿真方法开展研究,探索多种微小卫星多学科建模与仿真的技术途
径,取得如下创新研究成果:
提出了基于键合图的微小卫星多学科统一建模方法。通过引入以能量守恒原理为基础的键合图理论,分别建立了卫星轨道动力学、带有挠性太阳帆板的刚体卫星姿态
动力学以及反作用飞轮等的键合图模型,并利用 20-SIM 仿真软件建立了微小卫星多学科仿真模型。
为充分利用成熟的单领域仿真软件及丰富的模型资源,提出了基于 STK、ADAMS、ModelSim 和 Matlab/Simulink
等商用软件接口的微小卫星多领域建模与仿真方案,设计了基于软件接口的小卫星多领域建模与仿真平台体系结构,分析了典型领域间的耦合关系,完成了具有转动
太阳帆板、反作用飞轮的多体卫星姿态动力学 ADAMS 仿真模型,建立了小卫星耦合关系紧密的控制、机械、电子及电源等多领域耦合仿真模型。
针对异构软件环境下的多学科建模与仿真问题,为简化软件接口程序的开发工作,实现系统的通用化,提出了基于 HLA
的卫星多学科建模与仿真软件集成方法。设计了基于 HLA 的微小卫星多领域建模与仿真平台体系结构,开发了 Matlab、Adams 以及
ModelSim 等单领域仿真软件与 HLA 的中间件,提出了适合微小卫星多领域协同仿真的运行管理方法,建立了基于 HLA
的微小卫星多领域建模与仿真平台原型系统。
针对三种不同的微小卫星多学科建模方法,分别进行了仿真验证,仿真结果验证了本文所提出的多领域建模方法的有效性和仿真平台的可行性。
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