通用卫星供配电系统接口与功能模拟器的设计与实现

摘要

卫星供配电系统是其它分系统能源保障，其性能水平直接影响整个卫星的稳定性和寿命。因此，卫星供配电测试系统是卫星综合测试系统中重要组成部分，它对卫星进行供配电和脱落控制以及参数状态监测和测量。在卫星进行各阶段和各实验场合的整星测试、供配电测试设备首次使用、长期闲置或者更换使用时，需要使用供配电模拟器先对卫星供配电测试设备进行检查，以保证真实卫星测试的安全和可靠。但传统模拟器存在通用性差和可靠性低等问题。
　　针对上述需求，本课题设计和实现一种新型通用卫星供配电系统接口与功能模拟器。硬件部分只需要更换不同卫星型号对应的转接箱，软件部分根据卫星型号进行检测与控制及其映射关系进行配置，以解决通用性差的问题。本课题在详细分析现有模拟器存在的不足，同时兼顾后续卫星型号需求，提出系统的系统设计要求和功能指标以及通用模拟器总体设计方案。
　　硬件层面，采用通用化和模块化设计的思想，系统的硬件配置满足通用性需求，并按照PC/104主机系统、调理电路和集成电源三模块进行设计，其中PC/104总线工控主机和功能采集卡为测试核心，通过调理电路和专用的转接箱的有线转换，实现通用模拟器与供配电测试设备之间有线的闭环数据交互，完成测试任务。软件层面，采用执行速度快的Visual C++为软件开发平台，以模块化和扩展化的设计思想，完成系统软件框架的设计、软件界面设计以及各功能模块的设计。在实现所有星上状态的实时显示、反馈控制输出及本地存储等基本功能的基础上，借助Excel工具，在软件界面上完成不同型号卫星可配置和检测与控制关联映射关系可配置，实现模拟器的通用化和闭环自动化。同时，模拟器和综合测试服务器可通过网络的方式进行信息交互，完成地面等效实验的自动化测试任务，实现模拟器的网络化。
　　最后，模拟器通过与六个型号供配电测试设备进行联合测试结果表明，系统各项功能和技术指标均符合要求，其中基于多线程技术和Win32API软件方法实现AD和DI采集卡检测脉宽的精度达到4ms以内。同时，验证模拟器具有很强的通用化、网络化和闭环自动化的特点，软件具有执行速度快和操作方便等优点。

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第1章 绪 论

1.1课题来源及研究目的和意义

1.2国内外卫星模拟器及供配电系统模拟器研究现状

1.3课题主要研究内容与结构

第2章 通用供配电模拟器总体方案设计

2.1供配电模拟器的工作原理

2.2模拟器功能及通用化设计要求

2.3通用模拟器接口设计要求及技术指标

2.4通用模拟器总体方案设计

2.5本章小结

第3章 通用供配电模拟器硬件设计与实现

3.1硬件功能与需求分析

3.2主机系统设计

3.3调理电路设计

3.4集成供电电源及电连接器的防错设计

3.5本章小结

第4章 通用供配电模拟器软件设计与实现

4.1软件总体设计

4.2软件涉及关键技术

4.3软件界面设计

4.4软件系统主要功能模块设计

4.5本章小结

第5章 通用供配电模拟器测试及实验结果分析

5.1测试内容与方案

5.2通用模拟器接口测试及结果分析

5.3供配电测试系统联合测试及结果分析

5.4测试中遇到的问题及解决方法

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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