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。     

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。     

适用于野外环境的无线测发控系统设计与实现

针对飞行器在野外发射时,对测发控系统提出设备部署时间短、发控距离远、待命时间长和具备安控指令上行功能的需求,设计了一种适用于野外环境的无线测发控系统,通过将常规测发控系统的地面前端设备与器载设备进行一体化设计,简化了器地间电气接口,提高了地面设备的部署速度和可靠性;通过扩频无线上行链路和调频无线下行链路使测发控系统具备1km以上无线测发控距离和最长100km安控指令上行距离且上行链路与常规安控链路兼容;通过对器载数据链和飞控计算机的改进设计,使飞行器具备在发射场长时间低功耗休眠和唤醒后快速发射的能力;通过对地面数据链的改进设计,使其在满足无线指令发送和遥测数据接收需求的同时,兼具对于野外环境的适应能力;设计了多级器载火工品和发动机点火回路的安全管制机制,保证了飞行器在存储、运输和测试过程中的安全性;经过飞行试验,验证了无线测发控系统满足飞行器在野外环境的测发控需求。     

基于模糊神经网络的导弹故障诊断专家系统

为了实现对导弹测发控系统的故障诊断,研究了模糊神经网络理论与算法,以及和专家系统的结合方式;综合神经网络、专家系统和模糊逻辑的各自优点和特点,提出了构建基于模糊神经网络的故障诊断专家系统的基本原则,并给出了一种构建方法;通过将传统的专家系统技术与模糊神经网络技术相融合,文中构造了某型导弹测发控系统智能故障诊断系统,验证了方案的可行性,为类似系统的进一步实现进行了有益的探索。     

测发控系统方舱结构研究

把航天装备送入空间的快速发射,对测发控系统提出了便捷、移动要求;目前现役运载火箭测发控系统状态是系统复杂、难以移动,已不适应当前航天装备快速送入空间的发展,为此提出一种新型移动式测发控系统方舱结构模式;该模式采取了遵循设备集成原则,通过使用方舱、线缆铺设、人机工程优化等先进设计理念与方法来实现测发控系统快速、可移动的要求,同时解决了该系统原先存在多方面存在的问题;通过长期对系统方舱结构的研究工作,研发出通过采用“设备集成、线缆集中铺设、人机工程优化、方舱结构为平台”等先进技术的新型移动快速测发控系统方舱结构系统,为实现系统快速、可移动要求提供了技术基础;该系统经过工程使用,实现了新一代运载火箭快速简易测发控的目标。     

快速机动发射运载火箭测发控系统的设计分析与展望

快速机动发射运载火箭担负着快速进入太空的使命,其配套的测发控系统需要适应快速机动发射运载火箭总体的简易、快速响应体制,达到短时间内实现快速测发的目标。通过对国内现有的XX-11、XX-1A、ZQ-1、XX-6等具有代表性的快速机动发射运载火箭测发控系统进行分析,总结归纳其技术特点,并对快速机动发射运载火箭测发控系统的未来发展作出展望。     

方舱电磁兼容技术研究与应用

方舱在集成测发控系统时对环境与分系统之间电磁兼容提出了新的要求,这包含有:环境测发控场地对于系统之间、分系统之间、分系统对系统之间的影响因素；而其中环境测发控的场地对于系统的电磁兼容影响较大,这涉及场地众多设备:有推进剂加注系统、测量系统、动力系统、指挥监视系统、安全控制系统设备等等,为此当在系统集成设计阶段就必须进行深入研究与防范,把超越系统的电磁兼容影响做深入研究分析,采取应用多种电磁兼容相关技术与手段,对主要影响进行有效抑制与降低,使得方舱结构在集成测发控系统时电磁兼容始终处于有效的抑制与控制；解决了方舱结构系统集成的测发控系统带来电磁兼容问题,为新型运载火箭提供了方舱结构测发控系统；该项技术在长征六号运载火箭首飞过程中得到了成功应用。     

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。     

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.     

某型无控导弹测发控系统软件故障问题分析

某型无控导弹电气系统在台面综合测试时由于测发控系统故障问题不能进行连续的时序测试.针对故障现象,深入分析了测发控系统硬件原理及软件运行流程,进行了故障定位,提出了具体的解决方法,多次验证试验表明该方法能够彻底解决此类问题,确保电气系统台面综合试验各项指标达到技术要求.     

基于SpringBoot的运载火箭信息交互指挥平台

为满足新一代运载火箭地面测发控系统通用化需求,减少平台研发、测试和维护成本,设计并实现了一种基于SpringBoot的运载火箭信息交互指挥平台,平台集成了信息交互、参数监测、数据判读及存储等功能,为指挥和判读人员提供了一种高效、便捷的工作方式;平台在满足业务需求的基础上,实现了软件自动化和国产化,减少了软件部署、移植的人工成本;经过试验表明该平台能够适应某系列运载火箭测发控系统的测试流程,实现了运载火箭地面数据的监测和判读,为测发控类软件一体化设计提供了一定的参考价值。     

低温火箭自主故障诊断和发射控制

低温火箭的加注和发射控制流程比较复杂,测发技术方案对火箭的测发效率、发射成本以及任务的可靠性和安全性有着重要影响,面对日益增加的航天发射任务,先进的测试发射技术已成为提升火箭竞争力的重要发展方向。针对正在研制的面向商业发射市场的新型低温运载火箭,为提高火箭测试发射效率和本质安全性,对自主故障诊断和发射控制技术开展了系统性研究,采用功能和层次抽象模型,建立了一体化地面测控设备的软硬件层次关系和“一键”式发射控制软件的架构设计方案;提出低温动力系统自动发射流程的层次设计模型以及故障诊断策略和诊断方法,为低温火箭一体化自主测发控系统的工程研制奠定了技术基础。     

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。     

运载火箭测发控软件的中间件技术应用

由于不同型号硬件平台和软件平台的多样性,跨型号大规模融合应用系统通常要求在拥有多种软硬件平台(异构平台)的分布式环境下运行。借助中间件(Middleware)技术改进软件重用形式,提高软件重用程度,以实现支持分布式应用有效开发、部署、运行和管理的目的。本文在对现有火箭测发控系统软件的子系统功能聚类和程序架构分析基础上,开发基于中间件模型的通用火箭测发控系统软件。     

带参数的宏替换在测发控系统软件中的应用

介绍了带参数宏替换在重复过程调用方面的作用以及它与函数的区别，详述了它在航天某型号地面测发控系统软件中的应用，最后着重分析了它对增强测发控系统软件总检查程序的可靠性方面的意义。     

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;     

主机控制软件在测发控系统中的应用研究

主机控制软件是运载火箭一体化测发控系统的关键环节,测试流程可配置是主机控制软件的重要研究方向。针对现役CZ-2D、CZ-4B/C一体化测发控系统主机软件测试流程不可配置、软件代码更改频繁、升级次数多、管理成本高等问题,新一代主机控制软件以简易、可靠、快速可配置、界面友好为主要特征,通过采用“抽象一级基础文件、拼装二级测试文件、独立发送器接收器、网络协议映射”的软件架构开发策略,结合现役主机控制软件优点、新一代测发控软件系统要求、通信类型、接口定义等,实现了新一代可配置主机控制软件,为未来主机控制软件的研究打下了技术基础。     

基于dsPIC的4～20 mA两线制恒流源的设计

我国新一代运载火箭动力测发控系统等效器中,需采用数十路4~20 mA电流源模拟配气台压力变送器信号,对设备输出精度、集成度、可靠性等指标提出较高要求;文章提出一种基于dsPIC数字信号控制器控制18路PWM输出、低通滤波实现D/A转换、最终实现了两线制4～20 mA电流输出的方法,并对该设计的理论基础及软硬件实现进行分析;该方案具备技术先进、输出精度高、可靠性好、高度集成化、外围电路少、软件控制简捷等优点,由于具有上述优点,在技术上已经处于国内领先状态,现在经过在我国新一代运载火箭长征六号动力测发控系统等效器中得到了成功应用。      

一种高可靠的运载火箭测发控设备

为满足运载火箭对测发控设备的通用化及高可靠的要求,对运载火箭测发控设备的设计方案进行了研究;整体设备采用通用机箱加标准化模块的设计思路,背板采用自定义的机内接口,基于业务信息和管理信息异构的设计思想,通过背板上冗余的CAN总线及RS485总线实现业务和管理信息的分离,以及管理总线对业务总线的异构备份,机箱及标准化模块通过读取背板信息确认当前插槽及模块类型,实现模块的灵活布置,采用模块热备和总线热备两级热备方案,以及自定义的内部通信协议,经过测试实现了测发控设备在各类故障模式下的正常工作,冗余切换延时小于500 ms,该设备已于某新型低温液体运载火箭上成功应用,经过实际应用满足运载火箭测发控系统的要求,后续可应用于其他运载火箭的相关领域。     

运载火箭一体化综合测控技术研究

新一代运载火箭对测发控系统的自动化、智能化,以及未来产品化的测试数据管理和批量并行测试需求提出了更高的要求,本文以运载火箭地面测控一体化及信息综合管理系统为背景,对火箭的组件、部段级批量并行测试及整箭测发控技术进行了研究,提出了分布式实时综合测控技术,将动力、测量、控制等多个分系统以及部段测试统一到本系统中,对系统数据传输的实时性和可靠性进行了研究。搭建了基于上述新型测发模式的联动试验系统,包括前端分布式节点系统、后端统一测发系统及远端云服务支持管理系统等,对一体化综合测控技术进行了验证。