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作为一种高精度的执行机构,反作用飞轮已广泛应用于卫星姿态控制系统中。在卫星姿态控制系统的地面电联试过程中,通常采用反作用飞轮电模拟器来代替真实飞轮,在桌面联试阶段将飞轮电模拟器引入到测试系统,通过飞轮电模拟器模拟飞轮的电接口特性及运动特性,完成测试任务。与采用真实飞轮进行地面试验相比,飞轮电模拟器具有经济性、可控性、无破坏性、可靠性等优点,尤其是可以通过调整其内部参数改变飞轮电模拟器的输出特性,应用于不同型号卫星的地面测试中,提高飞轮电模拟器的使用效率,降低成本。本文研究的基于C8051F040微控制器芯片的飞轮电模拟器经历了总体方案设计、硬件设计与实现、软件设计与实现、电模拟器测试等阶段;实现了采集飞轮控制电压、进行运动学计算、输出飞轮转速脉冲及方向信号、输出轴承温度与电机电流遥测量、与动力学计算机进行总线(CAN、RS-232、RS-422)通讯等功能,性能满足飞轮电模拟器研制的技术指标要求,能够参与卫星姿态控制系统的电联试完成测试任务。本文设计并实现了基于反作用飞轮电模拟器的卫星姿态控制系统的硬件在回路仿真应用。进行了卫星姿态控制的闭环数学仿真;在数学仿真基础上,通过RS-232串行总线将飞轮电模拟器引入到系统闭环中,实现了基于飞轮电模拟器的硬件在回路仿真。飞轮电模拟器与星载机下位机模拟器相连、下位机模拟器与PC机通过RS-232总线连接;PC机在Simulink环境下,通过S-Function调用MATLAB的Serial模块与下位机通讯,通过串口输出控制电压并采集转速信息;下位机将飞轮控制电压通过D/A输出给飞轮电模拟器,采集电模拟器输出的转速脉冲及方向信号并生成飞轮转速信息。仿真实验结果再次说明,本文研制的反作用飞轮电模拟器性能能够参与并完成姿控系统的电联试任务。