衛星開発サイクルの継続的な短縮化、高精度姿勢制御と信頼性への要求の高まりに伴い、従来のオフライン・シミュレーション手法では、リアルタイム検証を必要とする最新の衛星開発要件に対応できなくなりました。衛星姿勢制御リアルタイム・シミュレーション・ソリューションは、HIL（Hardware-in-the-Loop）シミュレーション技術を活用して、軌道上の衛星のダイナミクスと姿勢制御システムを実験室環境で再現し、システムの最適化と性能評価のための信頼性の高いサポートを提供します。.

このシステムは、オンボードコンピュータシミュレーションシステムと外部HILシミュレーション環境の2つのコアサブシステムで構成されている。オンボードコンピュータシミュレーションシステムは、Simulinkを使用してAOCCソフトウェアをモデル化し、姿勢および軌道制御計算を実行します。外部HILシミュレーション環境は、センサ信号、アクチュエータ応答、衛星軌道力学、故障注入、境界条件など、オンボードコンピュータを超えるすべての外部機能を再現します。これらのサブシステム間の閉ループ相互作用により、衛星の軌道内運動と制御ロジックを完全に再現することができ、オンボードコンピュータのソフトウェアとハードウェアインターフェースのリアルタイム検証が可能になります。.

運用上の要件としては、このプラットフォームはオンボードコンピュータシミュレーションの迅速なプロトタイピングを可能にし、姿勢制御アルゴリズムとインターフェース性能を検証するためのリアルタイム環境を提供します。また、設定可能な外部インターフェイスライブラリやリアルタイム故障注入モジュールによる故障診断検証もサポートしており、ユーザーは異常条件下でのシステム応答のテストや最適化を行うことができます。.

このソリューションの主な利点は、VxWorksリアルタイムオペレーティングシステムと高性能PowerPCプロセッサを組み合わせたHRTベースのHILアーキテクチャで、10msの制御ループ更新レートを実現しています。ユーザはSimulinkでモデルを設計しながら、システムが自動的にターゲットコードを生成するため、手作業によるコーディングの手間を削減できます。このプラットフォームはまた、グラフィカル・モニタリング・インターフェイス、オンライン・パラメーター調整、リアルタイム・データ・ストレージを提供し、プロセス制御と信頼性を保証します。さらに、VxWorksドライバを搭載したインテリジェントなシリアルインターフェースカードにより、外部HIL環境とオンボードコンピュータ間のシームレスな統合が可能になります。.

機能的には、遠隔制御コマンドをリアルタイムで処理し、姿勢と軌道の制御出力を計算し、それに応じてスラスタとアクチュエータを駆動することができる。外部シミュレーション環境は、衛星の姿勢と軌道の変化を監視し、測定データを運動モデルと動的モデルにフィードバックして、閉ループ制御を実現します。このプラットフォームは、複数の衛星モデルのラピッドプロトタイピング、HILシミュレーション、テストをサポートし、衛星開発に効率的で再現性が高く、信頼性の高い検証手法を提供します。.

このソリューションは、衛星の設計・開発機関向けに、ラピッドプロトタイピング、HIL検証、故障注入試験など、姿勢制御システム開発の全段階をサポートします。このプラットフォームにより、開発チームは地上環境で衛星の姿勢および軌道制御システムの性能を完全に検証することができ、開発を加速し、システムの信頼性と安全性を高めることができます。.

要約すると、衛星姿勢制御リアルタイム・シミュレーション・ソリューションは、衛星制御システムの開発と検証のための高精度、高信頼性、拡張可能な実験プラットフォームを提供し、現代の衛星研究開発に不可欠なツールとなっています。.