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[論文賞析]一種基于 MBSE 的小衛(wèi)星測(cè)控分系統(tǒng)建模設(shè)計(jì)方法 參考文獻(xiàn) 本期論文下載：2021-QK-基于MBSE的衛(wèi)星通信系統(tǒng)建模與仿真.pdf 文章來(lái)源MBSE知識(shí)庫(kù)與應(yīng)用案例

當(dāng)前小衛(wèi)星數(shù)字化設(shè)計(jì)已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展，小衛(wèi)星數(shù)字化設(shè)計(jì)的發(fā)展還與小衛(wèi)星數(shù)字化設(shè)計(jì)流程管理的水平密切相關(guān)。采用基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）方法，完善航天型號(hào)產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同研制環(huán)境，強(qiáng)化虛擬設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證應(yīng)用，全三維研制模式和仿真系統(tǒng)，讓試驗(yàn)衛(wèi)星從硬件到功能性能都實(shí)現(xiàn)數(shù)字化仿真，越來(lái)越接近一臺(tái)“數(shù)字化小衛(wèi)星”；小到元器件和電纜接口的數(shù)字化管理。提高設(shè)計(jì)效率。

圖4：為3-U 立方體衛(wèi)星完成光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì) 在光機(jī)械設(shè)計(jì)完成后，可以使用仿真工具，在Creo Parametric中對(duì)這些組件對(duì)光學(xué)性能的影響進(jìn)行仿真。在最后的仿真中，完整光機(jī)械模型被太陽(yáng)能電池板包裹裝配。 光線追跡仿真驗(yàn)證了光機(jī)械對(duì)光學(xué)性能沒(méi)有重大影響。

圖8：最終光機(jī)模型的仿真 結(jié)論 在本文中，我們介紹了立方體衛(wèi)星在導(dǎo)入非序列模式后如何驗(yàn)證其光學(xué)性能。然后演示了如何將最終的光學(xué)設(shè)計(jì)導(dǎo)入 OpticsBuilder，并詳細(xì)介紹了用于封裝3U立方體衛(wèi)星的光機(jī)結(jié)構(gòu)。最后，我們?cè)敿?xì)介紹了如何在光機(jī)結(jié)構(gòu)最終確定后使用OpticsBuilder仿真工具驗(yàn)證光學(xué)性能。

仿真結(jié)果不僅明確了關(guān)鍵公差項(xiàng)對(duì)系統(tǒng)精度的敏感性，還為后續(xù)公差優(yōu)化提供了定量依據(jù)，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由“經(jīng)驗(yàn)判斷”轉(zhuǎn)向“數(shù)據(jù)支撐”。 案例二：衛(wèi)星機(jī)械臂空間姿態(tài)精度偏差公差優(yōu)化分析另一典型案例來(lái)自某衛(wèi)星機(jī)械臂雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的正交精度控制問(wèn)題。該機(jī)構(gòu)由X、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)單元、艙板支架及軸承等部件組成，對(duì)兩軸正交性提出不高于±0.015°的嚴(yán)格要求。

P2階段在P1的基礎(chǔ)上對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行下定義，包括捕獲外部接口、捕獲衛(wèi)星主行為、衛(wèi)星性能、衛(wèi)星系統(tǒng)需求以及動(dòng)態(tài)的衛(wèi)星任務(wù)大場(chǎng)景仿真。

Digital Space Twin軟件小結(jié)50年前的阿波羅13任務(wù)通過(guò)復(fù)制機(jī)械物體開(kāi)啟了“物理孿生1.0”;之后工程師利用虛擬建模仿真開(kāi)啟了“數(shù)字孿生2.0”;隨著人工智能和云計(jì)算的發(fā)展，工程師們將AI層添加到數(shù)字孿生體中開(kāi)啟了“數(shù)字孿生3.0”。目前各行業(yè)已經(jīng)對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)開(kāi)展了廣泛的探索和實(shí)踐，隨著數(shù)字孿生技術(shù)與衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，將推動(dòng)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

圖3 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖 按照MSC Apex二次開(kāi)發(fā)流程，搭建了衛(wèi)星參數(shù)化建模仿真分析平臺(tái)，界面如圖4所示。

TMYTEK利用Ansys解決方案開(kāi)發(fā)其新一代毫米波技術(shù)，包括5G開(kāi)放式無(wú)線電接入網(wǎng)（O-RAN）、小型蜂窩天線和衛(wèi)星通信用戶(hù)終端上的電子控制天線設(shè)計(jì)。Ansys幫助TMYTEK進(jìn)行快速準(zhǔn)確的AiP性能驗(yàn)證，從預(yù)測(cè)熱仿真結(jié)果到寄生參數(shù)計(jì)算，再到流程自動(dòng)化。

圖3 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖 按照MSC Apex二次開(kāi)發(fā)流程，搭建了衛(wèi)星參數(shù)化建模仿真分析平臺(tái)，界面如圖4所示。

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圖3：衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖 按照MSC Apex二次開(kāi)發(fā)流程，搭建了衛(wèi)星參數(shù)化建模仿真分析平臺(tái)，界面如圖4所示。

殷鋼計(jì)量桿固定在結(jié)構(gòu)兩端的立方體衛(wèi)星框架中，并允許裝置滑動(dòng)： 圖 4：殷鋼桿 框架本身通過(guò)粘合連接： 圖5：粘合連接 在定義機(jī)械連接方式后，現(xiàn)在可以稍微調(diào)整 Ansys 創(chuàng)建的網(wǎng)格，以滿(mǎn)足我們的仿真需求，因?yàn)槟J(rèn)網(wǎng)格設(shè)置可能在某些區(qū)域的質(zhì)量不佳，我們需要對(duì)其進(jìn)行適應(yīng)調(diào)整。調(diào)整兩個(gè)反射鏡的網(wǎng)格尺寸，使每個(gè)像面至少達(dá)到 10000 個(gè)節(jié)點(diǎn)。

CatSat是一個(gè)6U立方衛(wèi)星，由美國(guó)宇航局立方衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃任務(wù)選定，計(jì)劃于2022年中旬飛行。它旨在演示FreeFall的充氣球形反射器技術(shù)并開(kāi)展一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)均由亞利桑那大學(xué)學(xué)生和教師主導(dǎo)。 Stetson稱(chēng)：“這將非常令人振奮。

在5G、6G以及衛(wèi)星通訊領(lǐng)域，陣列天線的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。基站陣列天線的發(fā)展趨勢(shì)包括多頻段、多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)以及高密度小型化設(shè)計(jì)。衛(wèi)星通訊中陣列天線的需求則集中在超寬帶寬角掃描、高速傳輸處理和高度集成化。這對(duì)陣列天線的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。 電磁仿真在陣列天線的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證中扮演著關(guān)鍵角色。

活動(dòng)主題：海克斯康A(chǔ)dams Car車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真培訓(xùn)培訓(xùn)時(shí)間：2024.4.25-4.26培訓(xùn)地點(diǎn)：深圳市南山區(qū)高新南九道61號(hào)衛(wèi)星大廈7樓ECO會(huì)議中心衛(wèi)星廳培訓(xùn)介紹與報(bào)名：溫馨提示：培訓(xùn)報(bào)名將于4月23日下午18:00截止，因場(chǎng)地有限，不接受現(xiàn)場(chǎng)報(bào)名。此次為上機(jī)培訓(xùn)，請(qǐng)自帶電腦。

針對(duì)16顆衛(wèi)星在整流罩內(nèi)布局緊湊、相互之間空間交錯(cuò)、對(duì)接安裝空間狹小、操作難度較大等情況，型號(hào)合理安排星箭對(duì)接流程，并通過(guò)人機(jī)仿真、對(duì)接演練等措施規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

[3]陳隨斌, 任紅宇, 章泉源.整星狀態(tài)下復(fù)雜衛(wèi)星多天線組合測(cè)試[J]. 上海航天, 2015, 32(3): 63-67.[4]謝廣錢(qián), 劉波, 張新剛, 等.混合算法分析衛(wèi)星星體對(duì)導(dǎo)航天線輻射特性的影響[J]. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 2015, 23(8): 2792-2794.

以衛(wèi)星結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，每顆衛(wèi)星都設(shè)有結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)，衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的主要功能包括承受載荷、安裝設(shè)備和提供構(gòu)型3個(gè)方面。在滿(mǎn)足衛(wèi)星結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)的功能要求和一般機(jī)械構(gòu)件設(shè)計(jì)的特征外，還需要滿(mǎn)足6大設(shè)計(jì)特點(diǎn)，分別是盡量減小質(zhì)量、利用有限容積、突出剛度設(shè)計(jì)、適應(yīng)空間環(huán)境、保證高度可靠及滿(mǎn)足一次使用。復(fù)雜的環(huán)境、高精度的設(shè)計(jì)及反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，這其中的計(jì)算量可想而知。