一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器及采用该模拟器实现的太阳模型解算方法

摘要

一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器及采用该模拟器实现的太阳模型解算方法，属于卫星仿真测试领域。为了解决传统以模拟量电特性为主的太阳敏感器模拟器不能直接与星载计算机交互，需要在信号处理单元进行相应的模数转换，传输速度较慢，且只能处理既定的模型，不具备根据实时情况参数更新问题。动力学计算机注入周期性数据至S_RS485数据解析模块进行数据解析，由S_RS485数据解析模块解析出太阳矢量的数据，并发送到数据处理模块处理后，通过FPGA_DSP接口模块发送到DSP进行模型解算，并把解算结果再通过FPGA_DSP接口模块返回给数据处理模块，并通过ACAN接口模块发送出去。它主要用在卫星仿真测试领域。

说明书

技术领域

本发明属于卫星仿真测试领域。

背景技术

针对卫星对于姿态控制速度要求与精度要求的日益提高，传统以模拟量电特性输出 的0-1太阳、模拟式太阳与数字太阳等敏感器正在受到挑战，一种新型以数字量模拟电特 性传输的太阳敏感器需求激增，为此为了加快技术方案验证及卫星闭环仿真测试的需要， 本次设计一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器，可以加快以数字量传输为主的太阳模拟 器原理模型与技术方案的验证，大大减少研发时间。真实太阳敏感器实际中的连接关系如 图1所示：

在测试领域中，由于研制周期和研制成本等方面的限制，同时为减少风险，一般采 用电模拟器代替系统的各个单机部件，模拟其功能和接口。传统以模拟量电特性为主的太 阳敏感器模拟器不能直接与星载计算机交互，需要在信号处理单元进行相应的模数转换传 输速度较慢，只能处理既定的模型，不具备根据实时情况参数更新等功能。

发明内容

本发明是为了解决传统以模拟量电特性为主的太阳敏感器模拟器不能直接与星载计 算机交互，需要在信号处理单元进行相应的模数转换，传输速度较慢，且只能处理既定的 模型，不具备根据实时情况参数更新的问题，本发明提供了一种具有CAN接口的太阳敏感 器模拟器。

一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器，它是基于FPGA和DSP实现的，所述的FPGA 包括S_RS485数据解析模块、422接口模块、ACAN接口模块、BCAN接口模块、数据 处理模块和FPGA_DSP接口模块；

DSP用于接收FPGA_DSP接口模块输出的太阳矢量和太阳参数，并对接收的数据进行 真实太阳模型的解算，同时通过FPGA_DSP接口模块将解算结果送至数据处理模块，

422接口模块用于与可重构单元进行数据传递，同时用于设定数据处理模块的太阳参 数，并接收数据处理模块的输出的太阳数据包，

S_RS485数据解析模块用于接收周期性数据，解析出太阳矢量，并将该太阳矢量发送 至数据处理模块，

ACAN接口模块和BCAN接口模块均用于实时接收模型参数，并送至数据处理模块， 数据处理模块用于将解算结果通过ACAN接口模块或BCAN接口模块送至中心计算机。

采用所述的一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器实现的太阳模型的解算方法，该方 法包括下述过程：

动力学计算机注入周期性数据至S_RS485数据解析模块进行数据解析，由S_RS485 数据解析模块解析出太阳矢量的数据，并发送到数据处理模块处理后，通过FPGA_DSP 接口模块发送到DSP进行模型解算，并把解算结果再通过FPGA_DSP接口模块返回给数 据处理模块进行数据组帧，通过ACAN接口模块或BCAN接口模块控制逻辑发送给中心 计算机，或通过422接口模块发送给可重构单元。

由动力学计算机通过S_RS485注入周期性广播帧，由FPGA进行协议解析，把解析出 的太阳矢量参数发送给DSP进行相应的模型解算，由DSP完成对太阳敏感器工作过程的模 拟，解算出相应0-1太阳模型、数字太阳模型和俯仰角度模型结果，并将结果返回给FPGA， FPGA再通过CAN接口把解算结果发给中心计算机，并根据需求把解算结果进行存储，在 收到可重构单元命令式，把存储的解算结果发送给可重构单元，总体设计框图参见图2 所示。

本发明带来的有益效果是，具有CAN接口的太阳敏感器模拟器在太阳敏感器内部把相 应的电信号转换为数字信号，可以直接与星载计算机进行交互，并可以通过CAN接口实现 模型参数快速注入并快速更新，按照真实太阳部件模型进行快速解算，再通过CAN接口把 解算结果快速的输出到相应计算中进行反应，进行真实太阳敏感器的验证工作，加快真实 部件的设计研发速度。

本发明为一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器，实现模拟真实以数字量传输太阳敏 感器的工作流程与原型验证，加快公式模型的验证速度，从而降低真实太阳敏感器的研制 周期和研制成本，同时为减少风险。

附图说明

图1为背景技术中真实太阳敏感器实际中的连接关系示意图；

图2为具体实施方式一所述的一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器的原理示意图；

图3为具体实施方式四所述的DSP进行模型解算的具体过程的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种具有CAN接口的 太阳敏感器模拟器，它是基于FPGA和DSP实现的，所述的FPGA包括S_RS485数据解 析模块1-1、422接口模块1-2、ACAN接口模块1-3、BCAN接口模块1-4、数据处理模 块1-6和FPGA_DSP接口模块1-5；

DSP用于接收FPGA_DSP接口模块1-5输出的太阳矢量和太阳参数，并对接收的数据 进行真实太阳模型的解算，同时通过FPGA_DSP接口模块1-5将解算结果送至数据处理 模块1-6，

422接口模块1-2用于与可重构单元进行数据传递，同时用于设定数据处理模块1-6 的太阳参数，并接收数据处理模块1-6的输出的太阳数据包，

S_RS485数据解析模块1-1用于接收周期性数据，解析出太阳矢量，并将该太阳矢量 发送至数据处理模块1-6，

ACAN接口模块1-3和BCAN接口模块1-4均用于实时接收模型参数，并送至数据处 理模块1-6，数据处理模块1-6用于将解算结果通过ACAN接口模块1-3或BCAN接口模 块1-4送至中心计算机。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的一种具有CAN接口的太阳敏 感器模拟器的区别在于，所述的FPGA_DSP接口模块1-5输出的解算结果包括一个0-1 太阳模型、一个数字太阳模型和一个俯仰角度模型。

具体实施方式三：采用具体实施方式一所述的一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器 实现的太阳模型的解算方法，该方法包括下述过程：

动力学计算机注入周期性数据至S_RS485数据解析模块1-1进行数据解析，由 S_RS485数据解析模块1-1解析出太阳矢量的数据，并发送到数据处理模块1-6处理后， 通过FPGA_DSP接口模块1-5发送到DSP进行模型解算，并把解算结果再通过FPGA_DSP 接口模块1-5返回给数据处理模块1-6进行数据组帧，通过ACAN接口模块1-3或BCAN 接口模块1-4控制逻辑发送给中心计算机，或通过422接口模块1-2发送给可重构单元。

本实施方式，中心计算机与可重构单元也会注入数据，处理方式参照动力学计算机输 出的周期性数据注入数据的处理过程。

具体实施方式四：参见图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三所述的采 用一种具有CAN接口的太阳敏感器模拟器实现的太阳模型的解算方法的区别在于，所述的 DSP进行模型解算的具体过程为：

开始先上电初始化，进行太阳模型参数初始化，之后等待太阳矢量数据注入，数据注 入结束后调用0-1太阳解算函数、数字太阳解算函数和俯仰角度解算函数进行相应数据的 模型解算，将解算结果返还至数据处理模块1-6，待解算结果返还结束后再回到等待太阳 矢量数据注入状态。

本实施方式，因为数据时周期性注入，周期性解算，故返还结束后再回到等待数据注 入状态。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四所述的采用一种具有CAN接口的太阳 敏感器模拟器实现的太阳模型的解算方法的区别在于，所述的数据注入结束后调用0-1太 阳解算函数、数字太阳解算函数和俯仰角度解算函数进行相应数据的模型解算，获得一个 0-1太阳模型、一个数字太阳模型和一个俯仰角度模型。