文档介绍：工学硕士学位论文

航天器姿态轨道控制仿真系统研究

RESEARCH ON SIMULATION SYSTEM OF
SPACECRAFT ATTITUDE AND ORBIT CONTROL

徐磊

哈尔滨工业大学
2009 年 6 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开

工学硕士学位论文

航天器姿态轨道控制仿真系统研究

硕士研究生: 徐磊
导师:王日新副教授
申请学位:工学硕士
学科、专业: 一般力学与力学基础
所在单位:航天学院
答辩日期:2009 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
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A Dissertation for the Master Degree in Engineering

RESEARCH ON SIMULATION SYSTEM OF
SPACECRAFT ATTITUDE AND ORBIT
CONTROL

Candidate: Xu Lei
Supervisor: Associate Prof. Wang Rixin
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: General Mechanics and Foundation
of Mechanics
Affiliation: School of Astronautic
Date of Defence: June, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
航天器姿态轨道控制系统作为航天器的神经中枢,其可靠性、稳定性及精
确度是航天器安全飞行和执行任务成功与否的重要保障。建立航天器姿态轨道
控制仿真系统平台可以为航天器设计过程中的数字仿真提供条件。
然而,随着航天器姿态轨道控制仿真系统需求的不断增长和航天技术的不
断发展,现有的仿真系统无法满足各类航天仿真任务的需要,其不能适应不断
发展中的新技术,系统重用性和通用性普遍较差。因此,需要建立一个开放的、
可以适应技术和需求不断发展的航天器姿态轨道控制仿真体系结构,支持以组
合的方式来构造航天器姿态轨道控制仿真系统。为此,本文基于 UML、STK、
HLA 等先进技术对航天器姿态轨道控制仿真系统进行了深入的研究,主要内容
如下:
首先,基于 UML 对航天器姿态轨道控制仿真系统进行了系统级的分析与
设计。详细阐述了系统的需求分析及问题领域分析,并且利用支持 UML 建模
技术的 Rational Rose 软件建立了系统的静态结构模型及动态行为模型。
其次,对航天器姿态轨道控制仿真系统的核心模块进行了分析与实现。详
细阐述了姿态控制仿真模块和轨道控制仿真模块的内部架构及主要实现技术,
其中轨道控制仿真模块是基于 STK 实现的,利用 STK/X 技术实现了 VC++与
STK 的无缝连接。
最后,详细阐述了组件模型库的思想及仿真控制分析模块的主要实现技术,
并且基于 HLA 实现了整个航天器姿态轨道控制仿真系统。

关键词:姿态轨道控制;仿真系统;UML;STK;组件模型库;HLA
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Attitude and orbit control system is the nerve center of the spacecraft, and its
reliability, stability and accuracy is an important guarantee of the safet flight of
spacecraft and the ess of mission. The establishment of a platform for the
simulation system of spacecraft attitude and orbit control can be used for the digital
simulation of spacecra