论文部分内容阅读
地球模拟器在航天领域得到广泛的应用，成为卫星和航天器中不可缺少的地面测试设备。当前，国内外地球模拟器正朝着“轻量化”和“小型化”方向发展。
本文的研究正是基于地球模拟器的这一发展趋势，采用PCI接口芯片PCI9052，开发出新的基于PCI总线的系统接口，提高了数据的处理速度。采用FPGA芯片，通过VHDL语言模块化设计方法，在一块板卡上同时实现了对步进电机的控制以及光栅计数、温度测量和控制的功能。大大简化了系统的复杂度，提高了可靠性。
本文在介绍地球模拟器的基本原理、以及软硬件功能实现的基础上，紧紧围绕着“轻量化”和“小型化”的性能要求，着重阐述如何利用PLX公司的PCI9052接口芯片实现PCI总线的大容量数据实时通信；如何用基于VHDL语言的模块化设计方法，在FPGA内部实现对光栅位移信号进行电子学倍频及辨向处理，以及采用的“填脉冲”测温方法；以及如何将弦臂控制和角度测量结合在一起，以测得的角度值作为反馈，和步进电机组成闭环位移控制系统。
检测实验表明，使用该系统的轻量化小型地球模拟器，温度控制范围达到(26±10)℃，精度为±0.3℃；滚动弦宽精度为48.6"；测得的姿态滚动内外圈精度分别为：46.6"和35.7"。