新一代运载火箭一体化供电测控系统设计

新一代运载火箭测量系统承担获取射前和飞行过程中遥外测数据和实施火箭飞行安控的重要任务,在执行发射任务时,测量系统不仅要对火箭关键参数进行长时间的不间断监测,还要对测量系统地面测控设备进行状态监测,实现加注阶段前端“无人值守”。对地面测控系统人员保障及人员对设备的操控提出了很高要求。为此,本文提出了一体化供电测控系统,介绍了系统组成及技术革新,一体化测控系统经过了新一代运载火箭首飞考核,得到了充分的试验验证。     

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。     

运载火箭冗余分级智能供配电技术研究

运载火箭供配电系统主要为全箭电气设备提供工作电源。随着技术发展,运载火箭电气系统一体化、智能化要求越来越高,这给运载火箭供配电系统提出更高的要求。针对目前国内运载火箭电磁继电器配电方案状态监测少、智能化程度低、箭地接口复杂等现状,提出了一种运载火箭冗余分级智能供配电方案。该方案以固体功率控制器(SSPC)为核心,采用分布式总线、嵌入式控制、冗余设计、模块化设计技术,实现配电控制、故障隔离、机内自检测(BIT)等功能,简化了箭地接口,以适应未来新一代运载火箭发展需求。通过原理样机测试表明,冗余分级智能供配电方案可以为火箭供配电系统提供更为全面的保护,实现供配电系统的高度自主运行。     

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。     

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。     

运载火箭推进剂利用地面测控系统的设计与实现

推进剂利用地面测控系统是运载火箭推进剂利用系统的重要子系统,它由若干地面测试及网络通讯设备组成,通过系统测试用以检查相关箭上产品工作状态,确保火箭成功发射;该系统采用计算机技术、可编程控制器技术和网络通讯技术实现控制指令的远程传输及测试数据的快速处理,可以适应远距离测试的需要,并极大提高了系统测试的自动化水平;此外,系统具备计算机、PLC两种测控方式提高了测试的可靠性,能够胜任运载火箭测试及发射任务使用;该系统已成功应用于我国某型运载火箭.     

基于PC104总线的运载火箭实物智能仿真系统

航天是高风险的行业,质量是航天的生命、是发射成功的保障,所以在地面对其进行全面仿真以检测相关的发射设备是非常重要的.对于航天运载火箭实物智能仿真系统是航天各型号地面测发控系统重要分支系统,是用以检测地面测发控设备功能正确性以及箭地通讯口功能的重要硬件系统,更为地面测试发控软件调试提供硬软件环境及调试平台.实例提出基于PC104嵌入式结构下加入FPGA智能仿真技术方案,构建了系统,历经了某大型运载型号近二十几发运载火箭发射成功的全部过程的验证,结果表明,其准确、全面地仿真了运载火箭箭载各装置的功能和参数,逼真仿真箭载计算机及遥测接口、箭地通讯接口的功能,并加入了冗余箭机的仿真.使系统获得了良好的控制性、覆盖性、通用性、使用性和可视性,为测试软件调试建立了仿真平台,由于设计精简,技术成熟,消除了一度失效,避免了自身故障,保证了系统的可靠性.     

固冲发动机地面试验测控系统研究

针对固体火箭冲压发动机(以下简称固冲发动机)地面试验,在对原试验设备进行改进设计和建设的基础上,基于虚拟仪器技术搭建了参数测控硬件平台,同时利用LabVIEW7.0开发了一套包含参数控制、参数标定、数据测量和数据处理在内的发动机地面试验测控系统;应用该试验系统实现了固冲发动机地面试验的模拟进气参数控制与测量和固冲发动机试验过程参数控制与测量,实现了快速试验数据处理;完成的大量固冲发动机地面试验表明系统具有扩充性好、使用方便和稳定性高等特点。     

基于VSS及SSM的运载火箭地面测发控网络系统设计

运载火箭地面测发控网络是传输地面信息的中枢,对此网络的要求是高效和可靠。但是,随着新一代火箭的研制及应用,对实时性的要求越来越高,系统内数据量的激增,现有火箭网络指标满足不了新一代火箭对地面网络的需求。提出一种基于VSS及SSM新技术的地面测发控网络,通过应用VSS技术,虚拟切换,简化环路架构及路由协议,提高网络自愈时间,通过采用SSM技术及组播地址设计,避免组播无用叠加,极大地降低对交换机CPU资源消耗,保证交换网络传输正常。     

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。