【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间引力波探测中无拖曳控制任务，提供了一种基于labview fpga的微推力器半物理仿真系统。
技术介绍
1、现有技术对推力器的模拟仿真都是使用工业软件或操作系统，工业软件例如matlab/simulink等，操作系统如计算机、dspace等。例如针对微推力器的性能测试和非线性评估，2007年lisa使用matlab/simulink环境搭建了一个完整的卫星系统模拟器，实现了对场致发射电推进器feep的模拟仿真，为了加快计算速度，减少仿真时间，对于计算量较大的模型lisa使用了c++来构建，最终获得的feep驱动噪声功率谱密度与现有的实验数据作比较得到较好的相似性，但是它也存在难以实现时间同步的问题。工业软件和现有的操作系统存在取指、计算、回调等多个步骤，串行的数据流动方式，程序运行过程中受到任务调度的影响，由于中断机制的存在，在更高级的任务到来时，会打断当前程序的运行，在复杂运算中难以保持每个指令块的运行时间恒定，进而难以实现高精度的时间延时和定时。
2、采用windows系统时一台计算机通常可能有多个cpu，但是同一个cpu不可能真正地同时运行多个任务，而是多任务穿插运行这对于高精度的时间定时和同步，是不能接受的。而采用dspace或基于操作系统的仿真平台，受到硬件电路的限制，使得模型难以更新迭代，不能任意扩展仿真路数，虽然增强了数据处理能力但多数仍采用串行数据流动方式，难以满足精确延时、定时控制。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中提到的至少一个
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，包括：
3、数据接收传输单元：用于将无托曳控制模拟系统的推力器指令通过接口发送给半物理仿真平台，无托曳控制模拟系统的推力器指令包括平台推力指令；
4、半物理仿真平台：用于根据平台推力指令模拟微推力器在空中的运行状态；
5、上位机单元：用于在半物理仿真平台中注入微推力器时延模型、微推力器噪声模型，通过半物理仿真平台中的fpga板卡模拟各推力器的响应过程和噪声，得到推力器输出的模拟计算值；
6、数据发送单元：用于将推力器输出的模拟计算值通过半物理仿真平台的同步接口输出以控制驱动六足台的运动。
7、进一步地，所述半物理仿真平台包括：
8、通讯与指令解析子单元：用于接收平台推力指令进行解析得到推力大小信息、推力方向信息、推力时序信息和推力模式信息；
9、信息发送子单元：用于将推力大小信息、推力方向信息、推力时序信息和推力模式信息发送至微推力器模拟单元中；
10、微推力器模拟子单元：用于根据推力大小信息、推力方向信息、推力时序信息和推力模式信息模拟在冷气微推模型、射频微推模型和真实推力器模型中的运动状态。
11、进一步地，所述上位机单元中的微推力器时延模型为信号对输入的响应所经历的时间延迟，表示为：
12、y(t)＝x(t-τ)；
13、其中，y(t)表示输出信号，x(t)表示输入信号，τ表示时间延迟。进一步地，所述上位机单元中的微推力器噪声模型表示为：
14、y’(t)＝x’(t)+n(t)；
15、其中，y’(t)表示观测到的信号，x’(t)表示原始信号，n(t)表示噪声。
16、进一步地，所述数据接收传输单元与所述半物理仿真平台之间的接口采用n路lvds、以太网接口。
17、进一步地，还包括：
18、推力值显示单元：用于显示推力器输出的模拟计算值中的推力大小以及方向信息。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术在上位机单元向半物理仿真平台注入模拟的推力指令，fpga板卡运行经过地面实测验证后的微推力器动力学模型与噪声模型，能够精确模拟各推力器响应过程与噪声水平，得到推力器输出的模拟计算值。将无拖曳控制模型输出的推力器指令送入微推力器模拟器，按照上位机注入的推力时延、推力噪声模型来模拟真实推力值，将推力值通过lvds发送并驱动六足台运动。能够模拟微推力器在空中的运行状态，实现在地面上对微推力器推力及推力噪声的测量与监控，提供了一个智能化地面微推力器半物理仿真平台，便于实现对微推力器输出的模拟计算值进行测试。
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1.基于LabVIEW FPGA的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于LabVIEW FPGA的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，所述半物理仿真平台包括：
3.根据权利要求1所述的基于LabVIEW FPGA的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，所述上位机单元中的微推力器时延模型为信号对输入的响应所经历的时间延迟，表示为：
4.根据权利要求1所述的基于LabVIEW FPGA的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，所述上位机单元中的微推力器噪声模型表示为：
5.根据权利要求1所述的基于LabVIEW FPGA的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，所述数据接收传输单元与所述半物理仿真平台之间的接口采用N路LVDS、以太网接口。
6.根据权利要求1所述的基于LabVIEW FPGA的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，还包括：
【技术特征摘要】
1.基于labview fpga的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于labview fpga的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，所述半物理仿真平台包括：
3.根据权利要求1所述的基于labview fpga的微推力器半物理仿真系统，其特征在于，所述上位机单元中的微推力器时延模型为信号对输入的响应所经历的时间延迟，表示为：
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：付芷婧，曹义朋，刘迪，刘建华，顾程鑫，万文泽，潘明忠，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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