卫星飞轮是卫星姿态控制系统中一种常用的执行机构,用来实现对卫星姿态的控制与调整。在卫星的仿真测试过程中,从研制周期和研制成本等方面考虑,常采用模拟器代替真实的卫星设备完成卫星的仿真测试。现有的卫星飞轮模拟器只能模拟单一种类的飞轮特性,通用性差。鉴于此,论文分析讨论了可重构技术的基本原理和实现方法,采用基于FPGA的可重构技术,研制了一种具有可重构功能的飞轮模拟器,通过配置文件的可重构切换,使得单一硬件基础上可以实现对多个种类及不同故障状态飞轮的模拟。本文分析了可重构技术、卫星飞轮以及飞轮模拟器的国内外研究和发展现状,详细讨论了基于FPGA的可重构技术的实现原理,研究了基于FPGA的动态可重构技术实现方法,并深入探讨了基于Xilinx公司和Altera公司FPGA产品的可重构技术实现方法。在探讨利用FPGA实现飞轮数学模型求解可行性的基础上,提出了在FPGA内部采用浮点运算实现飞轮数学模型求解的方法。在对可重构技术进行深入研究和分析的基础上,提出了实现可重构飞轮模拟器的设计方案。以Altera公司Cyclone III系列FPGA作为处理器,利用远程系统升级的方式实现可重构功能。设计了可重构飞轮模拟器的硬件电路,硬件电路包括飞轮模拟器功能电路和可重构功能电路两部分。采用Verilog HDL语言实现可重构飞轮模拟器的固件设计,固件设计的核心是可重构的控制逻辑和飞轮模型解算逻辑。最后对可重构飞轮模拟器的全部功能进行了调试和分析,确保可重构飞轮模拟器功能的正常实现,并采用LabWindows/CVI编写上位机软件对可重构飞轮模拟器进行测试和演示。实际调试结果表明,基于FPGA的可重构飞轮模拟器能够完成飞轮模拟器的全部功能,并可以通过触发重构实现对不同种类飞轮模型或不同故障状态下飞轮模型的模拟,通用性更强。与采用定点DSP作为处理器实现的飞轮模拟器相比,模型求解精度更高,计算速度更快,能够更好地满足卫星测试中对飞轮模拟器的应用需求。