硬件在环仿真系统助力卫星进入太空

阿尔托大学由赫尔辛基经济学院，赫尔辛基理工大学和赫尔辛基艺术设计大学的合并创立。建立在备受好评的三个大学300年历史基础上的同时，它是强烈面向未来的。 其鼓舞人心的学习环境促进了许多新的学生活动，包括多学科项目Aalto-1，一颗由学生建立的卫星。

Aalto-1项目于2010年初开始，当时一群学生进行了一项纳米卫星的可行性研究。 此后，该项目受到了强烈的关注，并在空间技术跨学科领域改革了教与学。 此外，该项目建立了许多芬兰和国际合作伙伴的广泛协作网络。

  纳米卫星  

质量在1到10公斤（2到22磅）之间的纳米卫星为大学和小公司开发自己的空间系统和仪器以及实现了前沿的空间科学提供了一种经济有效的解决方案。 纳米卫星系统持续增长的性能和复杂性需要有效的验证解决方案来进行预启动测试。

  HIL仿真  

姿态确定和控制系统（Attitude Determination and Control System，ADCS）是众多的高度复杂和特定任务的系统中的一种，其由传感器，执行器和运行控制算法的处理单元组成。 为了在短时间内，在没有大量测试设备投资的情况下测试ADCS的控制操作和性能，使用了硬件在环（HIL）解决方案。

借助于HIL解决方案，实姿态和轨道动力学模拟器运行在Speedgoat实时目标机上，并连接到ADCS处理单元。 传感器和执行器在模拟器中建模，其性能和操作特性从测试或组件制造商获得。 同样的模拟器可以用于ADCS控制器的开发和其性能分析。

没有HIL系统，Aalto-1的一些复杂的任务操作，如电动太阳能风帆实验所需的200 deg / s自旋稳定运行模式，将几乎不可能测试。

  实时测试  

学生使用笔记本电脑搭建Simulink模型来模拟姿态和轨道动力学、空间环境以及传感器和执行器模型。 然后，使用Simulink Real-Time和Simulink Coder从Simulink模型创建实时应用程序，并运行在Speedgoat 高性能实时目标机上。

当实时应用程序模拟物理被控对象、执行器和传感器时，实时目标机提供所有真实的物理I / O和通信协议接口，包括I2C，SPI和CAN，以与ADCS连接。
这种灵活的设置允许在卫星的嵌入式硬件可用之前，使用ADCS原型来测试新的想法和场景。

  发射  

Aalto-1卫星已于2015年发射。阿托尔大学将继续基于纳米卫星的教育和研究。第二颗卫星Aalto-2已经在设计，更多的卫星项目会逐步展开。