發(fā)布時間：2022-09-30 12:40

　　隨著我國航天事業(yè)的快速發(fā)展,衛(wèi)星技術的應用遍布在各個領域,衛(wèi)星系統(tǒng)資源的商業(yè)應用也逐漸蔓延開來。因此體積小,成本低,研制周期短,可靠性高,集成度高是目前衛(wèi)星的研制的主要方向。衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng),作為衛(wèi)星平臺極其重要的組成部分,主要負責完成衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道控制的任務,而作為姿軌控系統(tǒng)的功能主體,姿軌控系統(tǒng)軟件技術的提升和完善是實現(xiàn)衛(wèi)星研制技術商業(yè)化轉型的最為直接快捷的發(fā)展方向。本文以衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)軟件作為研究對象,基于嵌入式實時操作系統(tǒng)完成軟件內部的系統(tǒng)資源分配和調度管理工作,并對衛(wèi)星姿軌控軟件的設計和實現(xiàn)進行優(yōu)化。本文預期通過采用嵌入式實時操作系統(tǒng)與姿軌控應用軟件相結合的方式,完成衛(wèi)星系統(tǒng)姿態(tài)軌道控制功能,降低軟件內調度管理功能復雜度,剝離系統(tǒng)應用軟件與底層硬件的交互,提高系統(tǒng)軟件的復用率,解決當前衛(wèi)星研制周期長,成本高,集成度低的現(xiàn)狀。本文首先對衛(wèi)星技術應用領域和現(xiàn)狀進行論述和分析,并對微小衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)和嵌入式實時操作系統(tǒng)的國內外現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢和應用現(xiàn)狀進行了分析研究,提出采用開源操作系統(tǒng)并在其基礎上進行完善和改進以適應姿軌控系統(tǒng)應用,以完成姿軌控系統(tǒng)軟件設計開發(fā)是解決當前衛(wèi)星研制... 

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微小衛(wèi)星及姿軌控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)在國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 嵌入式實時操作系統(tǒng)在國內的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 嵌入式實時操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
        1.2.5 嵌入式實時操作系統(tǒng)在航天領域的應用現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容
第二章 衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)結構組成與功能分析
    2.1 衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)組成
        2.1.1 星載計算機
        2.1.2 測量敏感器
        2.1.3 執(zhí)行機構
    2.2 衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)軟件組成
        2.2.1 姿軌控系統(tǒng)軟件層次結構設計
        2.2.2 姿軌控系統(tǒng)底層軟件
        2.2.3 姿軌控系統(tǒng)應用軟件
    2.3 姿軌控系統(tǒng)軟件功能分析
    2.4 姿軌控系統(tǒng)軟件性能分析
        2.4.1 時間特性要求
        2.4.2 空間特性要求
        2.4.3 軟件數(shù)據(jù)精度要求
    2.5 本章小結
第三章 姿軌控實時操作系統(tǒng)應用
    3.1 任務管理與調度
        3.1.1 任務類型和狀態(tài)
        3.1.2 系統(tǒng)任務創(chuàng)建
        3.1.3 姿軌控系統(tǒng)任務管理和調度
    3.2 時間管理
    3.3 資源管理
    3.4 數(shù)據(jù)交互機制
        3.4.1 基于全局變量的數(shù)據(jù)交互
        3.4.2 基于消息傳遞的數(shù)據(jù)通信
        3.4.3 姿軌控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互功能實現(xiàn)
    3.5 系統(tǒng)移植
        3.5.1 操作系統(tǒng)的移植
        3.5.2 BSP移植
        3.5.3 硬件交互及庫文件
    3.6 本章小結
第四章 姿軌控系統(tǒng)應用軟件設計
    4.1 功能分析及任務分配
    4.2 任務模塊功能設計
        4.2.1 初始化模塊
        4.2.2 數(shù)據(jù)采集模塊
        4.2.3 姿態(tài)控制模塊
        4.2.4 軌道控制模塊
        4.2.5 模式及基準確定模塊
        4.2.6 遙控遙測模塊
        4.2.7 存儲器維護模塊
    4.3 可靠性設計
        4.3.1 軟件數(shù)據(jù)可靠性設計
        4.3.2 存儲單元的可靠性設計
    4.4 在軌編程功能設計
        4.4.1 地址表的實現(xiàn)與工作機制
        4.4.2 編程數(shù)據(jù)包的設計與使用
    4.5 本章小結
第五章 衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)方案設計與仿真
    5.1 衛(wèi)星姿態(tài)描述
        5.1.1 參考坐標系
        5.1.2 方向余弦式
        5.1.3 歐拉角
        5.1.4 四元數(shù)
    5.2 衛(wèi)星姿態(tài)模型建立
        5.2.1 衛(wèi)星姿態(tài)運動學
        5.2.2 衛(wèi)星姿態(tài)動力學
        5.2.3 干擾力矩分析
    5.3 衛(wèi)星姿態(tài)控制算法設計
        5.3.1 控制系統(tǒng)建模
        5.3.2 控制算法設計
    5.4 本章小結
第六章 衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)半物理仿真與測試
    6.1 仿真系統(tǒng)硬件組成
    6.2 半物理仿真測試軟件
    6.3 仿真測試驗證
        6.3.1 軟件功能測試及分析
        6.3.2 軟件性能測試及分析
    6.4 本章小結
第七章 論文總結與展望
    7.1 主要結論
    7.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3683571