卫星电源系统的数字伴飞建模方法

电源系统是卫星的重要部件,为在轨卫星提供连续稳定的能源。建立卫星电源系统数字伴飞模型,对于其在轨状态的监测、模拟、控制、预测等具有重要的意义。针对现有模型保真度较低、虚实同步困难的问题,本文提出一种卫星电源系统的数字伴飞建模方法。首先,通过电路等效法、数学等效法,状态空间平均的小信号建模等方法建立卫星电源系统高保真机理模型。其次,使用遥测数据动态参数辨识和参数提取的方法获取模型的动态输入输出,驱动机理模型动态更新。最后,利用高轨遥感卫星开展模型的数字伴飞实验验证。实验结果表明,本文提出的卫星电源伴飞模型典型输出参数的准确率高于95%,且可与在轨卫星实现0.5 s/次的虚实同步映射与数字伴飞。

航天器供配电系统数字伴飞技术应用研究

基于"数字孪生"概念,提出了航天器供配电数字伴飞系统的概念与功能要点,明确了可行的数字化模型和飞行事件/程序驱动的仿真策略是开展数字伴飞的基础,并提出了航天器供配电数字伴飞系统设计思路。在此基础上,开展了数据驱动的模型动态修正方法和航天器供配电系统飞行状态监视与仿真预示2项关键技术研究。以嫦娥五号(Chang’e-5)月球探测器供配电系统为例,在整器热试验和无线联试中进行测试应用,稳态工况下的关键指标最大误差小于5%,平均误差小于2%,验证了供配电系统数字伴飞技术方案的可行性,对于后续开展航天器系统级多学科数字伴飞仿真验证具有参考作用。

硬X射线调制望远镜卫星数字伴飞系统设计与应用

设计了硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星数字伴飞系统,具有与在轨卫星相同的运行策略和控制模型。卫星发射后,通过配置参数使地面虚拟空间中的数字孪生体卫星与现实空间中的实体卫星状态一致,可"镜像"卫星在轨状态。结合数字模型状态量丰富、可加速运行、可反复运行的特点,在数字孪生体上开展卫星状态判读、卫星控制参数优化、卫星任务方案迭代仿真,得到上注至实体卫星的飞控数据,完成了卫星的任务规划和性能改善。

航天器地面伴飞系统遥测遥控数据接口设计与实现

航天器地面伴飞系统由遥测遥控数据接口和高精度的数字仿真模型组成.在伴飞系统工作过程中,通过数据接口实时接受在轨航天器遥测遥控数据,并注入航天器数字模型进行同步仿真,进而实现在轨航天器的地面孪生系统.对航天器地面伴飞系统中遥测遥控数据接口的设计与实现问题展开研究.对地面伴飞中涉及的遥测遥控数据标准化封装、数字模型与遥测遥控数据双向映射技术进行了介绍.给出了遥测遥控数据接口的设计与实现过程,对其中的数据对接模块、数据驱动与状态同步模块进行了详细介绍.通过实际工程案例对所设计接口进行了验证.结果表明遥测遥控数据接口工作正常,为地面伴飞系统提供了有效的数据支撑.