MapleSim与LabVIEW协同：航天器姿态控制的高效实时仿真解决方案

本文研究了在航天器姿态控制的地面仿真验证过程中遇到的问题，这些问题主要包括模型复杂性高、模型精度不足、部署困难以及实时性能不佳。针对这些问题，研究者采用了MapleSim多领域物理建模工具进行解决。MapleSim是一种强大的仿真软件，能够构建包括飞轮、推力器以及多体动力学在内的航天器基座模型，其非因果建模思想有助于提高模型的准确性和可移植性。 传统的地面仿真往往依赖于复杂的数学模型，这使得建模过程繁琐且结果可能不完全反映实际飞行环境。通过MapleSim，研究人员能够利用其直观的界面和强大的算法，实现航天器各组件的精确模拟，从而提高模型的保真度。同时，MapleSim产生的模型可以直接转换为LabVIEW环境下的C代码，这是因为LabVIEW作为一种图形化编程语言，特别适合实时控制系统的开发和部署。 转换后的C代码被部署在PXI实时仿真平台上，PXI是专门为高性能实时应用设计的硬件平台，确保了仿真系统的实时性能。这样，研究人员能够在LabVIEW环境中实时监控和测试航天器的姿态控制器，有效地验证其控制策略在不同条件下的效果，提高了仿真效率。 非因果建模方法在这里起到了关键作用，它允许模型在设计阶段就考虑到未来的输入和输出关系，避免了传统线性时间响应模型的局限，提高了仿真结果的预测性和准确性。这种方法不仅简化了模型开发流程，还减少了对实际硬件的依赖，降低了成本，为航天器的姿态控制系统的早期设计和测试验证提供了有效的工具。 这篇论文提出了一种基于MapleSim和LabVIEW的航天器姿态控制仿真解决方案，通过非因果建模和实时仿真平台的应用，有效解决了传统仿真中的挑战，为航天器控制系统的研发提供了高效且精确的验证手段。这种方法对于航天器工程的发展具有重要的实践价值和理论意义。