航天器推进系统建模与仿真平台软件设计

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1、硕士学位论文航天器推进系统建模与仿真平台软件设计SOFTWAREDESIGNOFTHEMODELINGANDSIMULATIONPLATFORMFORSPACECRAFTPROPULSIONSYSTEM吴栋哈尔滨工业大学2012年7月国内图书分类号：V434学校代码：10213国际图书分类号：629.7密级：公开工学硕士学位论文航天器推进系统建模与仿真平台软件设计硕士研究生：吴栋导师：沈毅教授申请学位：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：控制科学与工程系答辩日期：2012年7月授予学位单位

2、：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：V434U.D.C.:629.7DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSOFTWAREDESIGNOFTHEMODELINGANDSIMULATIONPLATFORMFORSPACECRAFTPROPULSIONSYSTEMCandidate:WuDongSupervisor:Prof.ShenYiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecial

3、ty:ControlScienceandEngineeringAffiliation:DepartmentofControlScienceandEngineeringDateofDefence:Jul.,2012Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要航天器推进系统在航天工程中起着举足轻重的作用，它的工作性能和可靠性一直是科研人员研究的热点，数字仿真方法可以有效地解决推进系统设计、试验、性能

4、分析等方面的诸多难题，成为航天器推进系统的研制过程中与工程试验并重的研究方法，显著地缩短研发周期并降低研发费用，得到了越来越广泛的应用。本文从工程项目的实际需要出发，把航天器单组元推进系统作为研究对象，用模块化建模仿真的思想和方法建立了推进系统的仿真模块，设计了数据库以存储仿真数据，并开发与“遥测数据管理系统”配套的数据接口和监控界面。首先根据航天器推进系统的典型组成结构，对相关典型组件的模型进行数学分析，提出合适的仿真计算方法，使用MATLAB对单组元推进系统进行建模仿真，通过分析仿真效果图来验

5、证建模仿真方法的效果，为后续软件仿真模块程序的设计奠定必要的基础。针对MicrosoftVisualC++平台设计软件的特点，将航天器推进系统的各个典型组件使用C++类的形式来表示，组成推进系统典型组件类库，在此基础上建立某型单组元系统的仿真模型，设计仿真界面，搭建数据库模块存放仿真数据，供故障诊断、数据管理等后续工作所使用。最后根据与“遥测数据管理系统”通讯的项目需求，选择合适的通讯方式，开发基于Socket的数据通讯TCP客户端数据接口，制定带有CRC校验的数据传输协议并在数据接口模块中实现，

6、以及设计将相关遥测数据图形化显示的遥测参数监控界面，供决策人员使用。本文的研究工作中理论研究和实际应用并重，针对工程应用背景较强，涉及到系统仿真、软件开发等多方面的技术，对于开发有相似应用背景的软件具有一定的参考价值和工程指导意义。关键词：航天器推进系统；建模仿真；数据库技术；数据通讯-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSpacecraftpropulsionsystemplaysanimportantpartinaerospaceengineering,itsperformanc

7、eandreliabilityhavebeenalwaystheresearchhotspot.Thedigitalsimulationmethodcaneffectivelysolvemanyaspectsofproblemsduringtheprocessofdesign,testandperformanceanalysisofpropulsionsystem,andhasbecomeastudymethodasimportantasengineeringtestintheprocessofs

8、pacecraftpropulsionsystemdevelopment.Itcangreatlyshortenthedevelopmentcycleandreducedevelopmentcosts,soithasbeenusedmoreandmorewidely.Thispapertakesspacecraftmonopropellantpropulsionsystemastheresearchobject,takesapracticalengineeringprojectas