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案例二：衛星機械臂空間姿態精度偏差公差優化分析另一典型案例來自某衛星機械臂雙軸轉動機構的正交精度控制問題。該機構由X、Y軸轉動單元、艙板支架及軸承等部件組成，對兩軸正交性提出不高于±0.015°的嚴格要求。通過3DCC構建裝配尺寸鏈模型，對端面垂直度、同軸度及軸承游隙等誤差因素進行系統分析。

§ 控制系統設計方法：用于設計火箭的姿態控制系統，以保持預定的姿態和軌跡。§ 軌道計算方法：用于計算火箭的軌道參數，包括軌道高度、速度、傾角等。在軟件方面，火箭動力學的研究可以使用多種模擬軟件、仿真工具和編程環境。一些常用的軟件包括：§ STK (Systems Tool Kit)：用于火箭和衛星軌跡分析、飛行性能評估等。

狀態機圖的案例下圖是一個衛星“姿態控制”狀態機（參考《SysML精粹》圖8.1）的案例。此圖是“姿態控制子系統”的類目行為，即姿態控制子系統的整個工作過程。從初始狀態開始，衛星處于“入軌”狀態，執行內部行為“自旋穩定”。當軌道轉移的時候，退出前執行“exit”內部行為“消自旋”，停止自旋。

Satellite Project 包括衛星總體設計、衛星有效載荷技術、衛星結構和機構、衛星姿態控制和軌道控制、衛星推進技術、衛星熱控制、衛星測控和星載數據管理、衛星電源、衛星返回技術、衛星總裝、衛星地面測試、衛星環境模擬試驗、衛星可靠性技術、衛星CAD、典型衛星應用系統及衛星工程管理等。

當前小衛星數字化設計已經取得了重大的進展，小衛星數字化設計的發展還與小衛星數字化設計流程管理的水平密切相關。采用基于模型的系統工程（MBSE）方法，完善航天型號產品數字化協同研制環境，強化虛擬設計與仿真驗證應用，全三維研制模式和仿真系統，讓試驗衛星從硬件到功能性能都實現數字化仿真，越來越接近一臺“數字化小衛星”；小到元器件和電纜接口的數字化管理。提高設計效率。

（2）提供地面站跟蹤的信號源，地面衛星測控中心通過測量發射信號和接收信號之 間的相位差，確定地面站與衛星之間的距離以及兩者的相對運動速度。 （3）接收地面測控中心根據遙測和跟蹤數據發現星上分系統參數出現偏差或故障發 送的指令，進而調整衛星的在軌運行姿態與運行軌跡。

依據軌跡計算結果，建立系統級總體仿真模型，根據目標軌跡與實際軌跡的相對位置設計導引律，從導引律求出理論飛行狀態，理論飛行姿態與瞬時姿態比較得出差值，把差值送到設計的姿態控制律，得到理論舵角，理論舵角與實際舵角的差值送到執行機構，控制執行機構動作。

同時，由于多星發射對分離安全性要求高，分離設計難度大，為了將16顆衛星安全、準確地送入預定軌道，型號開展了數次多星分離安全性仿真、分析工作，從衛星布局、分離方案等方面進行優化設計，最終采用了分批分離的方案，通過分離前調整箭體姿態、增加姿控正推等措施，確保多星分離安全、保證入軌精度。

因此到了80年代，衛星測控已不僅僅是S波段統一測控，即不僅僅是在射頻上統一，就是視頻也都統一到OBOH上，這是衛星測控的又一次革新。中國自70年代末已分別在遙測系統及姿態控制系統中采用微處理器，在80年代中期開始研制OBOH。

某航天企業曾在此平臺上，提前6個月發現衛星展開機構與姿態控制器的共振死區。

）的仿真分析。

首先，建立了風干擾下直升機模態的模型，并將系統劃分為位置以及姿態子系統。然后，以反步法為基礎，采用神經網絡和干擾觀測器對不確定性和干擾進行前饋補償，并引入性能函數對跟蹤誤差進行約束，完成了跟蹤控制器設計。最后，利用仿真結果表明了外部干擾和不確定性能夠被準確估計，并且跟蹤誤差不會出現越界行為。因此，本文的控制方法能夠使系統狀態快速有效地跟蹤期望信號。

圖4 衛星參數化建模與仿真分析平臺GUI界面 客戶可根據實際情況，在GUI界面中進行模型尺寸，材料的選擇，網格控制，配重質量以及模態階數等參數的定義，客戶可根據實際情況，在GUI界面中進行模型尺寸，材料的選擇，網格控制，配重質量以及模態階數等參數定義后，點擊應用按鈕執行宏命令可自動完成衛星的參數化建模、工況參數設置、執行求解計算與后處理工作。

釋放機構的“包廂”單次最大載客量為36U立方星或百公斤級微衛星（1U的體積是10厘米×10厘米×10厘米）。接著，釋放機構即可搭乘載荷轉移機構將小衛星運送至艙外。出艙后，機械臂抓取釋放機構并調整釋放機構的姿態，當立方星或微衛星運動到指定的發射方向時，釋放機構就會像彈弓一樣把小衛星依次以規定的速度彈射出去，讓衛星既穩當又安全地開始太空旅程，實現在軌“放衛星”。

圖4 衛星參數化建模與仿真分析平臺GUI界面 客戶可根據實際情況，在GUI界面中進行模型尺寸，材料的選擇，網格控制，配重質量以及模態階數等參數的定義，客戶可根據實際情況，在GUI界面中進行模型尺寸，材料的選擇，網格控制，配重質量以及模態階數等參數定義后，點擊應用按鈕執行宏命令可自動完成衛星的參數化建模、工況參數設置、執行求解計算與后處理工作。

? 利用 CoLink 對控制機器人動作的控制器進行建模，并進行 RecurDyn 的剛體模型和 CoLink 的聯合仿真? 將部分體模型柔性化變為柔性體，對主體變形引起的振動進行仿真? 利用包含Eigen Analysis在內的Scenario Analysis，預測機器人運動過程中各種姿態下的固有振動模態 ▎關鍵仿真技術

航天器姿態：需計算出太陽光線矢量、太陽翼對日定向、航天器姿態 三者耦合影響下的遮擋情況、太陽入射角等； 太陽電池陣：根據環境和姿態模塊的計算結果，計算電池陣在某溫度下的發電功率，并傳遞給電源控制器模塊； 電源控制器：采集蓄電池組、輸出端的電信息，計算負載功率需求，依據發電功率對負載、蓄電池的功率進行分配、調度和調節，并在必要時進行分流。

? 利用 CoLink 對控制機器人動作的控制器進行建模，并進行 RecurDyn 的剛體模型和 CoLink 的聯合仿真? 將部分體模型柔性化變為柔性體，對主體變形引起的振動進行仿真? 利用包含Eigen Analysis在內的Scenario Analysis，預測機器人運動過程中各種姿態下的固有振動模態 ▎關鍵仿真技術

圖 4：衛星參數化建模與仿真分析平臺GUI界面 客戶可根據實際情況，在GUI界面中進行模型尺寸，材料的選擇，網格控制，配重質量以及模態階數等參數的定義，客戶可根據實際情況，在GUI界面中進行模型尺寸，材料的選擇，網格控制，配重質量以及模態階數等參數定義后，點擊應用按鈕執行宏命令可自動完成衛星的參數化建模、工況參數設置、執行求解計算與后處理工作。

TMYTEK利用Ansys解決方案開發其新一代毫米波技術，包括5G開放式無線電接入網（O-RAN）、小型蜂窩天線和衛星通信用戶終端上的電子控制天線設計。Ansys幫助TMYTEK進行快速準確的AiP性能驗證，從預測熱仿真結果到寄生參數計算，再到流程自動化。