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。     

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。     

新型网络安全管理在地面测发控网络中的研究与应用

本文针对现有测发控网络安全现状,进行网络安全管理系统研究,加强测发控网络安全技术能力,提高测发控网络安全水平,在测发控网络中具有极为重要的意义。     

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。     

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。     

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。     

基于国产网络设备的火箭地面测发控网络平台设计

高可靠的测试网络作为运载火箭远距离测发控的基础平台,是实现运载火箭地面远距离测试发控的重要技术保障;通过对运载火箭地面测发控网络架构深入研究,采用国产商用网络设备搭建原型平台、开展原理性验证试验,经过反复试验,不断改进技术方案,解决了冗余热备网络协议选用、冗余故障切换、故障切换实时性、网络可靠性等技术难题,提出了基于国产化设备的网络架构设计方案;对网络架构的工作原理、可靠性、实时性、安全性进行了详细分析;建立的国产化高可靠网络架构,不仅能够应对复杂的火箭测试现场,使网络平台具有更好的可靠性、实时性、扩展性和灵活性,更进一步提高了网络的安全性;设计的国产化网络平台架构可用于运载火箭地面测发控网络使用。     

快速发射运载火箭测发控方舱列装化设计研究

列装化是运载火箭地面装备的重要发展趋势;作为快速发射运载火箭的典型地面装备,测发控方舱既要满足性能指标、完成试验任务,还要考虑指标、接口、性能的统一,操作简单可靠,维修保养方便,具备型号之间通用化程度高,状态固化等列装化需求;通过以蓝箭航天ZQ-2和XX-6运载火箭列装套方舱为研究对象,对快速发射运载火箭测发控方舱的列装化设计技术开展分析与研究,从方舱舱体设计、前后端布局设计、舱外布局设计等多方面梳理方舱列装化设计的具体思路,研究了不同方舱装卸模式的优缺点和适用性,并根据方舱实际使用环境选择适用于方舱快速机动的装卸设计;通过对各方面设计要素的总结,为快速发射运载火箭列装化方舱的工程实践提供技术参考。     

基于麒麟操作系统的运载火箭地面测试系统设计

针对运载火箭地面测试系统中进口产品带来的安全隐患,设计了一套基于国产麒麟操作系统的运载火箭地面测试系统。对该系统结构及软硬件设计方案进行了介绍,针对测试数据存储、变频采样及采集卡驱动设计等关键技术,提出了数据库+二进制文件的数据存储、数字变频采样以及驱动程序开发方法。系统测试表明,基于麒麟系统的运载火箭地面测试系统性能可靠,实时性和网络性能满足运载火箭地面测试需求。     

基于测发一体化技术的导弹发射控制系统设计

传统导弹发控系统检测功能单一,缺乏定量分析能力和故障诊断手段;采用测试发控一体化技术,利用虚拟仪器软件就是仪器的优点,在传统射检发控功能的基础上集成了动态检测功能和快速故障诊断功能;阐述了系统设计的基本方法和实现过程,包括设计思想、总体方案、信号适配电路设计、软件计数算法和动态测试技术的实现等内容;实践表明,该系统有效提升了导弹发控系统的技术水平和层次,为导弹发射成功提供了可靠保障。     

面向飞行器发射控制系统可靠性提升的测试分析

系统的可靠性与测试性密切相关,良好的测试性设计,可以提升系统的可靠性,一个可靠的系统不是通过最后的测试结果测试出来的,而是在设计中将测试性考虑其中,系统测试性对系统的基本可靠性有着很大的影响;为了找到飞行器发射控制系统最优测试项,对可靠性与测试性二者的关联进行深入研究,通过系统设计初期的结构组成进行测试性分析,建立系统多信号流图模型,研究系统的相关性矩阵,并进行系统的故障检测率、故障隔离率等参数分析;提出了基于测试覆盖度的遗传算法进行测试项的优化选择,通过此方法进行实验仿真找到系统的最优测试项,成功满足系统的故障检测率、故障隔离率要求,将改进的遗传算法和传统的遗传算法进行对比,改进后的算法有着更好的收敛性,对系统分析更好。     

测发控软件组态开发平台的设计与应用

通过配置和定制式开发,为了适应并满足快速构建运载火箭测发控软件的业务需求,提出一种以实时内存数据库为核心,多个软件构件为基础的组态式软件开发平台;为设计人员提供了统一的开发接口和应用模式,可根据具体需求选择不同的构件和模块进行组态配置和定制式开发;目前在该平台基础上开发的数十项测发控软件已经成功应用在多个运载火箭型号之中,证明其灵活的结构设计和高复用构件能够很好地满足需求的快速响应,极大提高了测发控软件的实时数据服务与应用水平.     

基于新型动态积分滑模的运载火箭姿态控制

运载火箭在飞行过程中面临着参数变化范围大、外界干扰复杂的飞行环境,传统的控制方法已经很难满足姿态控制系统的要求.本文将传统的动态滑模和积分滑模综合起来,尝试一种新型的动态积分滑模控制策略律.仿真结果表明,在存在系统参数摄动和外部干扰的情况下,该法很好的消除了抖振,取得较理想的控制效果.     

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。