在小卫星地面半实物仿真测试系统中,由于研制周期和研制经费约束的原因,某些关键部件无法引入半物理仿真测试系统的闭环回路。通过设计这些部件的设备模拟器,用其代替真实部件引入闭环回路,是一种工程上实用有效的方法,目前在国内外的航天器设计中已得到了广泛的应用。设备模拟器可将小卫星中关键部件的功能和外部电气接口特性模拟出来,不仅可降低系统实际运行的风险,模拟系统实际运行中不易出现的极端状态,而且可以在设计阶段早期就对系统设计方案进行验证。本文基于模块化的设计思路和某型小卫星半实物仿真测试平台的要求,完成了小卫星设备模拟器的硬件及固件设计。小卫星设备模拟器硬件由飞轮模拟器、GPS模拟器、陀螺组件模拟器、星敏感器模拟器、推进系统模拟器、遥测遥控模拟器等设备模拟器组成,可以实现对小卫星姿轨控分系统,遥测遥控分系统,热控分系统等电信号的模拟、工作参数和工作状态的设置,除可以模拟正常工作状态外,还可以模拟多种故障状态。其中,飞轮模拟器是姿轨控分系统的核心仿真设备,其以DSP为核心处理单元,接收参数及故障注入指令,运行飞轮数学模型,输出飞轮转速脉冲及其方向信号,从而实现模拟真实飞轮的需求;遥测遥控模拟器以FPGA为核心处理单元,其兼具两种工作模式,既可以模拟中心计算机发送遥测码流同时接收遥控码流,又可以模拟地面测控终端发送遥控码流同时接收遥测码流,其用于小卫星遥测遥控分系统功能的测试。部分硬件接口相似的模拟器则按统一的电路板进行设计,以节省电路板种类,缩短研制时间,提高了模拟器的通用性和可靠性。现场运行表明,小卫星设备模拟器设计合理,性能稳定,系统的各项功能和技术指标均符合要求。