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基于SIMULIASLM的航天电源产品
协同设计仿真管理平台开发
卫芬,瞿诗霞,冯彬
上海空间电源研究所,上海
摘要:SIMULIASLM仿真数据管理平台将航天电源产品的设计和仿真集成在统
一平台中,对工具级软件进行集成并实现之间的数据迭代,结合项目历史数据和
仿真模块等知识库建设,形成各专业设计仿真能力。同时以力学仿真、热学仿真、
太阳遮挡快速设计为案例进行应用说明。
关键词:SLM;仿真平台;航天电源
航天电源系统是被誉为航天器的“心脏”,是飞行器上产生、贮存、变换、
调节和分配电能的分系统,也是航天器的核心组成部分。电源系统是决定航天器
寿命及安全的关键部分之一,它的技术水平和可靠性的提高,对提高航天器性能、
延长航天器工作寿命起着决定性的作用[1]。为了满足总体对电源系统长寿命高可靠
的要求,在产品的研发过程中,仿真环节的规范化越来越重要。电源系统设计仿
真不仅确保设计方案合理可行,各种特性满足总体需求,而且有效提高产品研发
效率,缩短研发时间,降低研发的成本[2]。
但是航天电源系统仿真规模大,涉及的学科众多,系统级仿真需要多款仿真
软件协同仿真,其中参与到仿真过程中的设计师缺乏有效的合作平台,难以将仿
真效果最大化发挥;另外,随着仿真数量的增加,产生的仿真数据也在急剧增长,
对仿真数据进行有效管理,是仿真过程中形成知识有效积累和重用,提高仿真工
作效率和减少重复劳动的基础。而且卫星的研制成本高,出现质量问题后造成的
损失也随之增加,只有在设计前段加强仿真,才能减少设计差错,降低低层次质
量问题发生率,避免研制费用的浪费[3]。
因此,通过SIMULIASLM(Simulationlifecyclemanagement)建设,提高系
统级仿真能力、仿真平台能力、仿真驱动设计能力。
1系统架构
根据建设规划和工作要求,本平台系统由门户层,仿真应用层,系统管理层
1
和资源管理层和基础层五层组成。门户层提供与用户的方便交互。仿真应用层是
SIMULIASLM平台建设的重点,主要包括化学电源仿真单元,物理电源仿真单元,
电源控制仿真单元,共性建模仿真单元、分系统级仿真单元等5大部分。系统管
理层是平台系统提供的基本软件功能,通过这些基本功能的组合应用,可以很好
的满足整个系统的应用及扩展。资源管理层主要包括各种仿真资源的管控,分配
及使用。包括数据库支持,工具软件,计算资源,资源存储等。基础层主要为网
络基础平台和安全必威体育官网网址防护,其总体架构如图1所示。
主任/主管设计师仿真分析管理员仿真工程师管理人员
门
户
层
统一门户
人员、角色、权限...专业入口数据入口知识入口系统集成入口
仿
真
应
用
分系统仿真单元电源控制仿真单元化学电源仿真单元物理电源仿真单元
太阳
遮挡
分析
与演
示
可靠
性分
析
能量
平衡
力学电路热学
单体
仿真
分析
蓄电
池组
仿真
分析
单体
仿真
分析
太阳
电池
阵仿
真分
析
系
统
管
理
流程管理仿真集成环境数据管理
数据可视化
知识管理
人员管理
分布式网络
软件集成和二次开发数据资源知识资源
资
源
管
理
设
计
软
件
ProE
UG
Mentor
……
仿
真
软
件
STK
Nastran
Icepak
……
自
编
软
件
Matlab
Fortran
VC
……
材料库
仿真分析算法
历史型号库
单体型谱库
载荷库
元器件库
…………
IT基础环境
基
础
网
网络综合布线
交换机安
络全
基保
工作站高性能集群
础密
平防
台服务器存储设备护
护
防火墙
入侵检测
杀毒软件
主机审计线路干扰
漏洞扫描
图1系统架构图
2SLM平台建设内容
2.1门户层建设内容
统一门户系统是整个SIMULIASLM系统的统一入口,是平台的主界面。在
浏览器工作模式下,提供用户登陆与注销、用户管理、部门管理、角色管理、实
时交流等多个功能。同时SIMULIASLM系统中的协同项目管理、个人任务管理等
功能模块也通过门户进行展示。
2.2仿真应用层建设内容
电源系统设计主要依据总体对电源系统的要求,比如飞行任务、供电寿命和
可靠性、质量和体积、电磁兼容性及防辐射、防静电、安全性、环境试验、互换
性和维修性要求、总体和电源系统设计相互制约的因素、研制经费等。针对这些
指标,进行系统级设计,通过建立标准的系统仿真流程模板,可大大增加系统设
计效率和准确性。
系统仿真包括母线配置分析、能量平衡仿真分析、设计符合性分析,其仿真
流程如图2所示。分系统负责人根据总体需求和总体下达的指标进行分系统级设
计仿真,主要包括且并不局限于母线配置分析、能量平衡仿真分析、单机
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