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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于5G的运载火箭无线测发控系统

针对航天发射场智能化快速测发的建设需求,提出了一种应用第五代移动通信技术进行无线测发网络建设的方案,主要解决发射场箭地无线通信覆盖及与公共5G移动通信网的便捷融合,可满足测试数据不小于100Mbps的传输速率,测发指令传输时延小于2ms,传输可靠性小于10^-6,同时支持远程测发及便携式测发的潜在应用需求。无线测发网络采用接入网+承载网+核心网的架构,打造5G-SA独立组网模式的工业现场无线总线,接入网用于航天发射场前后端的无线信号覆盖,承载网及核心网实现数据传输及网络管理,采用网络切片的形式将大带宽传输及测发指令传输的应用需求结合起来。提出了应用无线测发网进行无线测发应用的方案,并开展了性能分析。     

面向复杂武器系统的IETM研究和探讨

论述了在复杂武器系统中应用交互式电子技术手册（IETM）的必要性和可行性。结合复杂武器系统的特点和IETM的现状及发展趋势,提出了针对于复杂武器系统的技术方案和系统组成,并对系统的实现进行了探讨。最后,指出了在复杂武器系统中应用IETM的重要意义。     

BIT技术在运载火箭测试系统中的研究与应用

对BIT技术在运载火箭测试发射控制系统测试领域中的应用进行了研究。从BIT技术的设计原则、设计原理和工作模式等方面进行分析,设计了BIT测试流程并将其应用在运载火箭测试系统中,利用大数据降低了BIT系统虚警率,对于运载火箭测试领域提高测试可靠性,提高故障检测、故障隔离及排除效率对于火箭测发过程具有重要意义。     

面向复杂装备的IETM研究与应用

针对导弹武器等复杂装备的特点,开发基于S1000D标准的某型导弹IETM原型验证系统,阐明该系统的开发标准选择、开发平台选择,并对该系统从功能、内容、组织架构、技术应用等多方面进行总体设计,为导弹武器系统IETM的开发提供一个可供借鉴参考的方法和途径.     

火箭姿态控制系统数字仿真分析

介绍了运载火箭姿态控制系统数字仿真分析的过程。首先给出控制对象的负反馈闭环结构以及箭体的动力学模型,然后选择适合的数值仿真算法,最后以Matlab中的Simulink仿真工具箱以及C++语言分别进行仿真,并给出相应的仿真结果及对比分析。     

基于MIL-STD-1553B的运载火箭故障诊断与故障注入方法

针对运载火箭系统众多,故障形式多样,出现故障难以准确定位的特点,研究了一种基于MIL-STD-1553B总线(下称1553B总线)的故障诊断和故障注入方法,采用故障树分析法确定失效故障链,实时诊断和预测系统故障;由于实际的系统故障数据较少,通过失效机理分析获得运载火箭的故障库,采用1553B总线对系统注入特定故障;在运载火箭地面故障诊断与注入系统中,原有的拓扑结构维持不变,故障诊断系统作为1553B总线监视器,故障注入系统作为1553B总线的远程终端,并与运载火箭的众多子系统互联,通过总线耦合器连接火箭外部的发射控制平台;最后通过基于实际工程型号开发的故障诊断平台和故障注入平台进行了测试,测试结果表明具有满意的故障覆盖率。     

基于RS码的某运载火箭图像测量系统设计与实现

为了更加直观的观察某型号运载火箭一二级级间分离、二级发动机工况、整流罩分离、星箭分离等重要动作及关键信息,更好的掌握火箭飞行过程中产品性能,提高产品可靠性,给出了一种基于RS纠错码的图像测量系统设计方案。RS码在信道传输过程中能有效纠正突发错误和随机错误,提高信号增益,改善射频信号通信质量。文中阐述了RS纠错码算法理论演算过程,根据现有遥测信道容量,设计出16字节的纠错码,除去12字节的子帧同步码和子帧计数,构造出RS码（184,168）。给出实现该方案的原理架构,详细介绍了摄像机和图像压缩编码器硬件设计工作原理及嵌入式软件设计的架构及流程图。飞行试验结果表明,经过RS编码后的图像测量系统可以有效的解决图像画面马赛克、花屏、卡顿现象,全程画面清晰、流畅。     

运载火箭多学科概念设计软件构建技术研究

为了满足新型运载火箭“通用化、组合化、系列化”的设计要求,同时朝着降本增效的方向发展,需要研究多专业一体化设计方法;通过梳理概念设计时总体、气动、弹道、姿控各专业的工程算法,结合MDO理论与层次式模型管理的软件架构方法,提出了面向运载火箭概念设计的多学科集成优化软件构建技术,包括专业模型、CAD模型、仿真模型、优化模型、迭代模型等在内的8类软件模型的定义与有效管理,并形成专业计算与分析软件;此软件可实现火箭芯级、助推器、稳定翼面等总体外形的参数化设计,三维图像的展示与编辑,基于部件组合法的气动工程计算与性能分析,质量特性计算,动力系统选型及弹道计算与分析,优化设计等功能;通过此软件构建技术的研究与功能实现,为运载火箭概念设计过程的多学科集成优化设计提供了工具支撑。     

基于IETM的运载火箭电气试验信息管理系统设计

为提高运载火箭电气试验管理信息化水平,实现试验综合信息的安全共享,设计了一种基于IETM(交互式电子技术手册)的运载火箭电气试验信息管理系统;构建了系统的总体架构,介绍了系统工作原理和网络拓扑结构;重点对系统的软件平台进行了详细设计;最后,对系统的可靠性设计、接口设计、安全保密设计等关键技术问题进行了讨论,提出了解决办法;实践表明,该系统的应用,可以提升运载火箭电气试验管理的信息化水平和综合试验能力,信息查找效率提高了4倍以上。     

RLV自主着陆航迹设计与控制研究

研究了重复使用运载器(RLV)自主着陆陡下滑捕获-陡下滑-圆弧拉起-指数拉平模式航迹生成算法设计;为解决不同着陆段航迹控制指令跳变问题,提出了航迹指令自适应平滑算法;以捕获点法向过载跳变最小为指标研究了三次多项式陡下滑捕获点的优化方法;给出了完整的在线航迹生成算法;基于法向过载的开环加闭环复合控制指令跟踪方案,使用simulink进行数值仿真,结果显示文章提出的航迹生成算法可以自动生成有效航迹,控制方法可以保证航迹平滑过渡且对初始扰动具有良好的鲁棒性,从而验证了方法的可行性和有效性。     

基于测控技术的导弹模拟发控训练系统的设计

介绍了一个运用计算机检测和控制的导弹模拟发控训练系统 ,详述了其功能以及硬件、软件的设计。并阐述了模拟系统各组成部分的工作原理和为完成各种功能所采用的关键技术     

Multidisciplinary Design and Optimization of Satellite Launch Vehicle Using Latin Hypercube Design of Experiments

The design of new Satellite Launch Vehicle (SLV) is of interest, especially when a combination of Solid and Liquid Propulsion is included. Proposed is a conceptual design and optimization technique for multistage Low Earth Orbit (LEO) bound SLV comprising of solid and liquid stages with the use of Genetic Algorithm (GA) as global optimizer. Convergence of GA is improved by introducing initial population based on the Design of Experiments (DOE) Technique. Latin Hypercube Sampling (LHS)-DOE is used for its go...     

基于反馈线性化的RLV气动控制一体化设计

针对可重复使用运载器设计过程中,气动布局、制导控制系统相互耦合的问题,引入气动控制一体化设计方法。分析该飞行器再入过程的高度-速度飞行剖面,基于反馈线性化方法设计再入跟踪制导律。按照快慢变量分离的原则,设计反馈线性化控制器。以此为基础,对飞行性能进行评估,找出布局存在的不足,给出改进建议,并进行仿真验证。整个设计过程表明,基于反馈线性化的气动控制一体化设计方法能够有效兼顾气动与制导控制约束,实现飞行器性能最优。