空间载荷电子控制系统-实验课

课程编码：180215082501P5003H 英文名称：Spacecraft Payloads Electronic and Control System(Practice Lesson) 课时：30 学分：1.00 课程属性：实验课 主讲教师：董文博等

本课程是是航空宇航科学与技术一级学科、飞行器设计二级学科的实验课，融合过去《空间载荷电子控制系统》的理论课程，增加了大量实验环节。
课程要求学生掌握空间载荷电子电路和控制系统的基本原理，依托实验室硬件和软件平台完成实验项目，加深对理论知识的理解。学生需要完成两个实验项目：①空间载荷数字系统设计、②空间载荷机电控制系统。通过实验熟练掌握基本的嵌入式硬件、软件开发和控制系统建模、仿真、测试等技能，具备从事空间载荷电子控制系统开发的能力。

研究生应具备电路原理、数字电路、模拟电路、自动控制原理、计算机接口、软件基础等知识。建议在学习完成空间载荷电子控制相关专业课后选修，也可以单独选修。

第一章 空间载荷数字系统总体设计 3学时 张文彬
第1节 空间载荷电子控制系统概述
第2节 空间载荷数字系统的整体设计方案和分析
第3节 空间载荷数字系统的设计及开发流程
第二章 嵌入式计算机电路最小系统设计 6学时 张文彬
第1节 计算机外围电路和接口讲解
第2节 计算机自小系统电路设计练习
第3节 电源及接口电路设计练习
第三章 嵌入式软件开发环境最小系统设计 6学时 张文彬
第1节 基于FPGA的开发环境搭建与熟悉
第2节 基于FPGA的逻辑模块开发
第3节 基于CPU（软核/硬核）的最小系统开发与基本任务
第四章 空间载荷机电控制系统总体设计 3学时 董文博
第1节 空间载荷机电控制系统概述
第2节 空间载荷机电控制系统整体设计方案和分析
第3节 机电系统的动力学和控制系统建模
第五章 传感器和执行器最小系统实现 6学时 董文博
第1节 传感器信号采集滤波原理讲解
第2节 传感器信号采集功能实现和练习
第3节 电机驱动和控制原理讲解
第4节 电机驱动和控制功能实现和练习
第六章 闭环控制算法设计与实现 3学时 董文博
第1节 闭环控制系统原理和分析方法练习
第2节 常用控制方法和调节方法练习
第七章 机电控制系统整体功能和性能实现 3学时 董文博
第1节 闭环控制系统的性能指标测试评估方法
第2节 机电控制系统的跟踪响应功能和稳定功能优化方法

董文博，中国科学院空间应用工程与技术中心，研究员，多年致力于空间综合电子电气技术研究，涉及电控系统、运动控制、信号处理等领域，研制多台空间电子控制产品以及地面微重力测试设备，在国家载人航天等多个型号任务中应用。相关成果在国内外高水平期刊、会议上发表了几十篇，获得发明授权专利20项，获国防科技进步奖二等奖，载人航天突出贡献奖等。
张文彬，中国科学院空间应用工程与技术中心，副研究员，主要研究方向是空间载荷电子学和空间无线通信新技术，曾担任多个卫星载荷产品设计师、副主任设计师等，具有丰富航天工程实践经验。