空间操作任务的分布式仿真系统.docx

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2024-12-03 发布于北京
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第36

第36卷第3期2024年3月

Vol.36No.3Mar.2024

JournalofSystemSimulation

空间操作任务的分布式仿真系统

刘云昭1，王明明1,2*，李劲涛1，刘传凯3，罗建军1,2

(1.西北工业大学航天飞行动力学技术国家重点实验室，陕西西安710072；2.西北工业大学深圳研究院，广东深圳518057；

3.北京航天飞行控制中心，北京100094)

摘要：针对非合作目标抓捕、在轨维护、空间装配等复杂空间操作任务的地面验证需求，构建一套分布式仿真系统，主要由后台仿真模型、前端视景演示系统和前端主控制器组成。为实现不同建模工具或编程语言之间的多学科模型耦合与交互，引入FMI(functionalmock-upinterface)标准进行系统集成，提高了系统的模块化程度、通用性与可移植性。为充分利用计算资源、提高仿真效率，分布式部署仿真子系统与模块，利用DDS(datadistributionservice)通信机制实现高效、可靠的数据交互。双臂空间机器人抓捕非合作目标的演示案例表明，该仿真系统能够高保真模拟从远距离导引到近距离操作的全过程，满足实时仿真的要求。

关键词：仿真系统；空间操作；FMI；航天器；在轨服务

中图分类号：TP391.9文献标志码：A文章编号：1004-731X(2024)03-0533-12

DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.22-1260

引用格式:刘云昭,王明明,李劲涛,等.空间操作任务的分布式仿真系统[J].系统仿真学报,2024,36(3):533-544.

Referenceformat:LiuYunzhao,WangMingming,LiJintao,etal.ADistributedSimulationSystemforSpaceOperationMissions[J].JournalofSystemSimulation,2024,36(3):533-544.

ADistributedSimulationSystemforSpaceOperationMissions

LiuYunzhao1,WangMingming1,2*,LiJintao1,LiuChuankai3,LuoJianjun1,2

(1.NationalKeyLaboratoryofAerospaceFlightDynamics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China;

2.ResearchDevelopmentInstituteofNorthwesternPolytechnicalUniversityinShenzhen,Shenzhen518057,China;

3.BeijingAerospaceControlCenter,Beijing100094,China)

Abstract:Forthegroundverificationrequirementsofcomplexspaceoperationmissionssuchasnon-cooperativetargetcapture,on-orbitmaintenance,andin-spaceassembly,adistributedsimulationsystemisdeveloped,whichmainlyconsistsofaback-endsimulationmodel,afront-endvisualdemonstrationsystem,andafront-endmaincontroller.Inordertorealizethemultidisciplinarymodelcouplingandinteractionamongdifferentmodelingtoolsorprogramminglanguages,thefunctionalmock-upinterface(FMI)standardisintroducedforsystemintegration,improvingthemodularity,generality,andportabilit