长征六号运载火箭动力测发控系统仿真测试平台的设计

针对长征六号运载火箭动力测发控系统射前仿真测试需求,结合短周期快速发射及方舱操作的特点,设计了一种仿真测试平台;该测试平台使用电气信号模拟动力配气台阀门、压力传感器及箭体连接器硬件接口信号,形成硬件接口层;采用软件模拟配气台工作原理,仿真箭体连接器通断,并模拟基地加注间通讯系统与动力测发控系统进行信息交互,形成软件模型层;硬件接口层与软件模型层之间通过RS422总线和PC104总线连接,实现仿真测试平台的模块化和组合化设计;该仿真测试平台为长征六号运载火箭动力测发控系统提供了闭环测试环境;实际情况表明,该仿真测试平台可覆盖动力测发控系统的全部工作状态,满足短周期快速发射的测试需求,提高了动力测发控系统仿真测试的效率。     

运载火箭测发控技术未来发展与展望

工业电子、测试、测控、仪表、大数据、云平台等技术的发展,为运载火箭测发控技术的发展提供了先进的技术途径;运载火箭箭上电气系统一体化设计,火箭快速测发、健康管理、子级独立测试、异地远程测试发射支持等需求,给测发控系统研制及更新换代提出更高的要求;通过对运载火箭地面测控系统供配电、有线测控、无线测控、数传通信、测发控软件5个组成部分的演变及发展方向进行了论证分析,并提出了后续测发控系统技术发展的规划路线;同时结合未来运载火箭的发展需求和目前测发控系统现状提出了测发控系统后续发展的可实施途径;最后提出顶层规范技术路径;从型号牵引转变为装备化研制;规范型谱产品研制、箭上地面同步发展的测发控系统设计新思路;为未来运载火箭测发控系统研制提供方向。     

运载火箭一体化测发系统的并行测试研究

现役运载火箭一体化测发系统的单任务测试模式,已无法满足运载火箭的高密度、快速测发的需求。通过控制软件多线程设计实现多任务控制的并行处理;使用分布式执行终端,同步完成并行测试功能。设计具有包含多任务信息的通讯协议,实现并行测试信息的网络传输。利用软件的共享缓存技术实现多任务之间的信息交互。在信息传输中通过字节流模式进行先进先出的实时通信,保证了运载火箭测发的实时性。通过对一体化测发系统的并行测试研究,可实现一套测发控系统对箭上多个子系统同时进行测试。 并行测试技术的研究利用了计算机系统并行处理能力,通过测发软件的并行设计,实现可由用户控制的多任务并行测试系统,提高了运载火箭的测试效率和节省测试费用,是解决运载火箭高密度、低成本发射的一种技术途径。     

运载火箭地面一体化测发控系统设计

现役运载火箭各分系统的测发控系统各自独立,存在资源浪费,兼容性差、信息传递低效等问题;随着测控技术发展和火箭电气系统需求牵引,新一代运载火箭地面测试、发射与控制在通用化、集成化、智能化等方面提出了更高的要求;通过梳理一体化设计的功能,提出一种运载火箭地面测发控系统的体系架构,整合传统运载火箭控制、测量、总控网等分系统的测发控共性需求,在统一供配电、有线测控、无线调制解调、数据处理与分析4个功能层面进行设计,包括系统组成、交互关系、重要单机(软件)的设计及其关键技术应用;该设计在某型号完成了原理性试验和关键技术验证,结果表明系统通用性强、集成度高、信息架构合理高效,能够在确保可靠性安全性的情况下,简化操作、提高效率、降低成本。     

测发控系统前置测控软件热备冗余研究

前置测控软件是运载火箭地面测发控系统中的重要组成部分,主要负责试验和发射中运载火箭的地面部分数据的采集和显示以及控制,具有实时性强、可靠性高、数据量大和接口关系复杂等特性;针对目前航天发射呈现任务高密度常态化,试验次数增多,对前置测控软件的可靠性需求提高的问题,研究了基于心跳信号的热备冗余系统,通过设置主备两份软件以及互相之间心跳信号通信的方式,在主份软件故障情况下,可实现软件冗余系统自主切换,提升了在试验过程中前置测控软件和地面测发控软件系统的整体可靠性,保证了软件在运载火箭在测试和发射试验中的稳定性,为未来运载火箭地面测发控系统软件可靠性研究提供了思路;     

适用于新型运载火箭的快速测试发射技术研究

运载火箭测试发射系统对数据处理能力、数据通信能力的要求越来越高,提高发射效率、缩短测试时间、优化测试流程是航天发射任务长期的需求;为了适应新型运载火箭快速测试发射的需求,提高我国地面测试发射系统整体水平,在借鉴和继承国内外成熟型号地面测试发控系统优秀设计思想的基础上,概要介绍了新型运载火箭测发控网络的特点,提出了一种适用于新型运载火箭地面测试发射系统框架和快速测试发射工艺流程,给出了最少发射条件的建议,为新型运载火箭机动快速发射测试方法和测试流程的制定提供了参考依据。     

运载火箭测试发射控制系统三化方案设想

本文从三化的角度出发，采用标准化的ＰＬＣ和ＶＸＩ系统的软、硬件工作平台，担子 运载火箭地面测试发控系统三化方案的设想。经过方案论证和原理性试验证明议定可行，为测发控系统的三化设计奠定了良好的技术基础。     

基于虚拟仪器的导弹测发控系统设计与实现

针对传统导弹测发控系统系统构成复杂、集成测试困难的特点,采用PXI总线技术和虚拟仪器技术,开发了一套基于PXI总线的导弹测发控系统通用平台,对系统的硬件组成及测试原理、软件开发及设计的关键技术等进行了重点论述;阐述了在Labwindows/CVI环境下多线程的实现、信号处理和数据库设计与实现技术;采用虚拟仪器的测发控系统,可视化强,具有智能化、通用化的特点,测试数据与测试实时性均满足测试需求.     

航天通用测发控软件平台设计与应用

随着我国航天器频繁发射的常态化,对航天测发控软件技术的要求也逐渐提高,主要表现在提高软件通用性、自动化程度和数据处理能力3个方面;文章在分析测发控业务需求的基础上,提出了测发控信息全过程可配置、测试数据通用化处理、测试实时判读和试验数据快速后处理的方法,构建了航天通用测发控软件平台,实现了测发控软件的型号通用化,降低了软件研制成本,减少了现场测试人员和现场测试时间,提高了飞行器测发控效率.     

运载火箭测试发射控制系统三化方案设想

本文从三化的角度出发 ,采用标准化的 PL C和 VXI系统的软、硬件工作平台 ,提出了运载火箭地面测发控系统三化方案的设想。经过方案论证和原理性试验证明方案可行 ,为测发控系统的三化设计奠定了良好的技术基础。     

测量数据处理系统的设计与应用

在火箭研制阶段,遥测系统用于测量火箭各系统的工作状态参数和环境数据。测量数据是评定火箭的性能和进行故障分析的依据。测量数据处理是火箭测试流程中的关键环节之一,是火箭各系统功能检查、系统测试评价和火箭整体性能评估的重要手段。测量数据处理系统以数据处理和管理为核心,以实时数据库和事后数据库为基础,引入数据快速处理、网络发布、数据共享与存储等技术,构建了分布式的测量数据处理与综合管理平台。该系统的应用提高了运载火箭的测试效率,减少了系统测试时间和工作量,降低了测试成本,既实现了测量数据的高效处理和管理,又提高了数据判读解析的准确性。     

运载火箭箭上电气系统基础架构研究

运载火箭箭上电气系统主要用于完成飞行控制、参数测量以及故障检测等功能;借鉴航空IMA平台和汽车平台的思路,提出了运载火箭电气系统"1+4+N"的架构,其中"1"代表一套通用电气系统平台,"4"代表"综合电子架构+能源管理架构+总线通信架构+软件应用架构"的电气系统基础架构,"N"表示满足基础架构规范要求的各类可扩展组件;文章首先根据我国运载火箭的发展需求和技术特点,分析了电气系统功能划分,并给出了电气系统平台和基础架构的定义,结合国外先进运载火箭的电气系统架构发展现状,分析了运载火箭电气系统平台的各个发展阶段,最后归纳总结了未来运载火箭电气系统总体特征。     

火箭飞行时串测试误差分析研究

火箭飞行时串是按照时间序列输出的一系列指令参数,对其输出精度的测量是判断火箭正常飞行的重要依据;针对运载火箭飞行时串输出链路复杂,测试判读途径多的特点,首先分析了火箭飞行时串输出的原理,然后针对地测时串和遥测时串两种测试判读方法分析了时串测试误差的来源,地测时串误差主要来源于控制系统软件周期和时序线路延时;遥测时串误差主要来源于遥测采样编码误差和起飞信号接收误差;最后通过运载火箭某次任务出厂测试和飞行数据验证了对测试误差分析的正确性,并给出提高火箭飞行时串输出精度,减少测试误差的几种途径。     

机动式通用发射平台设计与实现

目前,空中靶标的发射平台各自独立设计,互不兼容,存在发射控制资源闲置率高、综合保障难度大、多点发射协同水平低等问题;基于一体化设计思想,设计并实现了一型机动式通用发射平台,采用PLC开放式标准模块化架构、国产化Vladder梯形图编程软件和易控天地组态软件,实现了多弹种共架发射、高精度自动调平、机动性强、状态信息监测全等功能;阐述了系统软硬件设计实现过程;实践表明,该平台能完成调平、定向、方位俯仰姿态调整等任务,该系统能有效降低研制成本,节约保障资源,提升地面支持系统的供靶保障能力。     

基于数字孪生的火箭测试与发射过程健康管理技术研究

为了解决运载火箭对地面测试与发射过程中对数据综合分析能力,飞行过程的故障诊断和预测能力,以及故障处理措施的快速决策等能力的迫切需求,提出一种基于数字孪生技术的火箭测试与发射过程健康管理系统设计方案;该方案通过建立运载火箭测试与发射阶段数字孪生模型,实现对火箭测试和发射过程的天地镜像仿真,依托数字孪生模型,对运载火箭健康管理功能进行了设计和优化;利用真实火箭和数字孪生火箭的信息交互,可有效实现火箭测试过程数据分析、飞行过程协同诊断,以及故障处理决策支持等功能;该系统提高了火箭发射的可靠性,为火箭可靠飞行提供了技术保障;同时,该技术在运载火箭健康管理上的应用也面临一些关键技术还需要进一步突破和发展.     

面向液体运载火箭的测发训练系统设计

针对运载火箭测发训练手段落后、单一的现状和运载火箭测发控系统装备化使用需求,突破火箭全真等效技术、交互式电子手册技术(IETM)、测发控故障注入技术等关键技术,基于某型号液体运载火箭构建实战化、实物化测发训练系统,通过岗位人员快速高效的培训考核,达到测发控岗位技术要求,具备运载火箭测发控参试能力,使参试人员由操作型向试验工程型转变,加快人才培养,提高发射场综合试验能力和发射成功率。     

运载火箭遥测参数起始电平自动判读软件设计与实现

为了提高运载火箭遥测参数起始电平的判读效率和覆盖性,更好地满足高密度测试的需求,在此基于LabVIEW平台和ACCESS数据库设计开发了一款遥测参数起始电平自动判读软件;该软件融合了数据库模型、组播接收、全波道计算、全帧挑路、自动判读、包络分析、实时显示、故障报警等多个功能,可实现遥测参数全波道数据的自动测试;该软件在多个型号运载火箭测量系统综合试验中进行了应用,高质量的完成了测试任务,相比于传统人工判读模式,在判读效率和精细化程度上具有明显优势.