CAN总线在运载火箭控制系统中的应用分析

随着总线技术发展以及“航班化运输”对低成本、高可靠电气系统的需求日益增强,现场总线(Field Bus)逐渐受到航天领域的青睐。CAN总线作为应用最广泛的现场总线之一,已在导弹和火箭中有一定研究与应用,考虑到运载火箭与导弹的不同,针对CAN总线在运载火箭控制系统中的应用进行阐述。分析了研究必要性,并分别给出了适用于中大型、小型运载火箭的典型CAN拓扑,相应介绍了CAN中继技术以及CAN总线重构技术,随后结合某新一代运载火箭总线实际传输数据码流进行了CAN总线效率与负载率计算,并与同等条件下1553B总线进行了比较,其结果可为运载火箭电气系统设计人员提供更直接的参考。

水下运载器动力学仿真以及串级控制器参数优化

为了让水下运载器能够更好完成潜射无人机的跨介质机动,基于回转体结构以及ROV(Remote Operated Vehicle)驱动模式设计一种具有动力的潜射无人机水下运载器。根据该运载器的外形结构和驱动模式特点,对其进行动力学建模并设计一种串级控制器控制该运载器的六自由度运动参数,利用Matlab/Simulink进行仿真验证,最后利用Isight优化软件对该运载器的串级控制器参数进行优化,分别利用自适应DOE优化算法和Evol优化算法进行优化计算,经过优化后的串级控制器在六自由度上的轨迹跟踪效果均有提升,其中Evol优化算法优化效果更好,计算成本更小。

基于非线性滤波器和动态面的指定时间预设性能导弹冷发射响应控制

围绕车载导弹发射平台无依托垂直发射过程,提出一种通过液压执行器主动调节发射筒摆振进而控制弹体出筒姿态的思路,以保证发射安全性和车载导弹发射平台对发射场坪的适应性。考虑发射筒-适配器-弹筒之间的相互作用关系,建立6自由度发射系统动力学模型,并结合液压压力动态方程推导出7阶状态空间方程。为避免高阶非线性系统控制器反步设计存在的“微分爆炸”问题,引入一种基于光滑的非线性滤波器的动态面技术以简化控制器设计。为抑制难以建模因素对发射响应控制的影响,引入时延估计控制方法进行未建模误差和外部扰动的估计和衰减。结合指定时间预设性能控制方法,实现弹体跟踪快速收敛,并满足摆振幅度和角速度的预设指标。通过数学模型和有限元模型的仿真结果比较,验证了新提出的发射动力学模型的正确性。同时,对PID控制器、动态面控制器、动态面和时延估计结合的控制器以及在此基础上加入指定时间预设性能的控制器影响下的发射动态响应结果进行比较。新提出的控制器能够保证弹体出筒时刻弹体角度被约束在0.5°之内,角速度被约束在1.5°/s之内,其控制性能更优越。

运载火箭新型地面测试发控系统构想

为了提高我国地面测试发控系统整体水平,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,结合现代运载火箭技术需求,通过对总体设计、任务和功能分析、框架组建等方面的分析和论述,提出了新型运载火箭地面测试发控系统方案构想。此方案在总体设计思想、系统框架结构设计、应用模式上提出新的思路,对于适应未来运载火箭发射要求提供了技术途径。

基于1553B总线的运载火箭控制系统分析

采用1553B总线技术实现运载火箭电气系统的信息一体化设计已成为运载火箭电气系统的设计方向。作为运载火箭电气系统的核心组成部分,控制系统采用1553B总线互联在设计上将具有许多新的特点。从系统的功能组成、拓扑结构设计、数据流分析和总线性能分析等方面对基于1553B总线的运载火箭控制系统进行了分析讨论。

导弹测试发控系统可靠性研究

通过对某型导弹测试发控系统故障数据的收集和分析,对故障进行深入的电气原理分析和故障失效机理分析,并进行了系统可靠性试验,提出了相应的纠正措施和工具备附件的预测与管理等措施,提高了装备的可靠性,取得了可靠性增长的效果。

导弹发射控制系统测控信号适配方法研究与应用

信号适配问题是组建导弹发射控制系统的技术难点,是决定测试精度和确保发射控制安全有效的关键因素之一,在某型导弹发射控制研制过程中,综合采用双端差动输入、继电器输出、光电隔离和软件识别等方法,完成了模拟信号、开关信号(包括三态信号)的调理适配和复杂电磁环境下脉冲串信号的计数判读,实现了导弹武器与发控系统之间和强弱电之间的彻底隔离;该研究成果不仅为发射控制系统的信号适配提供了通用的设计方法,而且可为其他电子设备ATS的组建提供有益的借鉴。

基于LabWindows/CVI的机载武器测试系统程序设计

自动测试程序应用于基于VXI总线的综合测试系统,检测某型飞机机载武器发射控制系统的完好性;采用LabWindows/CVI技术开发平台,进行软件模块化和可视化设计,通过控制综合测试系统,自动测试程序实现了对机载武器发射控制系统的数据采集、信息处理、故障诊断;实际应用表明,该程序在稳定性、可靠性、维护性等方面性能优越,满足机载武器系统测试的需求。

基于数据库和面向对象的运载火箭地面测发控软件复用

随着运载火箭地面测发控软件的规模越来越大,测发控软件的复用成为当前运载火箭地面软件的发展趋势。本文介绍了一种新颖的运载火箭地面测发控软件复用技术,该技术将面向对象技术和数据库技术相结合,实现了运载火箭地面软件的复用,在加快试验进度的同时,也提高了程序的可靠性。目前,该技术已被成功应用在某新型运载火箭的地面测发控软件中。

基于硬解题的PLC设计及其在测发控系统中的应用

梯形图是目前应用最为广泛的PLC编程语言,根据解析方式不同分为硬解题和软解题两种。硬解题采用专用的梯形图硬件处理器,跟采用通用处理器软件解析方式相比,梯形图处理速率大大提升、功耗明显降低,能够满足恶劣环境下高可靠性应用需求,是高端PLC中的首选。本文通过研究梯形图构图原理,提出了一种梯形图编码方法,采用该方法完成了梯形图硬解题专用处理器HLS(Hardware Logic Solver)设计,并通过与通用处理器双核集成,在一个芯片实现了梯形图解析、通信控制、中断处理等全部内容,进一步提升了PLC的集成化、小型化水平。采用硬解题的PLC满足火箭测发控系统高可靠应用要求,已经在多个运载火箭中应用。

分布式远距离测发控系统网络拓扑设计及可靠性分析

对于分布式远距离运载火箭测试发射控制系统(简称测发控系统)而言,基于网络的通信系统是整个测发控系统的神经中枢。本文针对测发控系统高可靠性的要求,提出了3种网络拓扑结构并进行了可靠性定量分析,最终确定了"环形交叉"的网络拓扑结构。

基于新型总线的导弹测发控系统设计与研究

在介绍CPC I总线的基础上,提出了一种基于该总线的导弹新型测发控系统,研究了其总体结构和功能,讨论了其主要模块电路和系统软件的设计。通过调试和应用证明,该系统具有可靠性高、测试准确、操作简便和快捷的特点。

越江地铁盾构隧道始发安全风险控制研究

研究目的:盾构出洞及始发的安全风险控制是盾构法隧道施工一个非常重要的环节。结合武汉轨道交通2号线地铁越江隧道泥水盾构工程实际,提出盾构出洞及始发施工的安全风险控制体系,并分析安全风险控制的工程效果,为类似工程提供有益参考。研究结论:(1)快速、有效、可靠地建立工程环境性状与盾构施工参数的平衡状态必须通过事前控制、事中控制和事后控制等完整的施工过程安全风险控制体系来实现;(2)始发过程中应按照有关规范沿隧道纵向轴线位置布设工程监测点,在盾构推进过程中进行跟踪监测,并利用地铁工程安全预警系统进行监测数据的动态分析、预警和反馈,为调整始发掘进段的施工参数提供决策依据。

基于PXI总线技术的运载火箭测试发射控制系统研究

简要介绍了PXI总线技术的发展情况,阐明了PXI技术的优越性及其在军事航天领域应用的重要意义。参考现有产品资料,设计了基于PXI总线技术的运载火箭测试发射控制系统的硬件组成和软件框架。该技术的应用将进一步推动运载火箭测试发射系统的智能化、通用化和小型化,从而提高运载火箭的整体性能。

基于CPCI总线的某飞行器测发控系统研究

为了增强某飞行器地面测试设备性能,应用目前先进的CPCI总线技术,提出一种基于该总线的某飞行器新型测发控系统。研究了其总体结构、测试功能、模块选型、电路设计思想和软件结构,着重讨论了其状态检测与控制、信号产生与测量和通信测量等主要模块电路和系统软件的设计。通过调试和应用证明,该系统具有可靠性高、测试准确、操作简便快捷的特点。

重型运载火箭控制系统关键技术探讨

介绍了国外重型运载火箭发展现状,提出了我国重型火箭控制系统特点,重点分析了其对控制系统的挑战和难点,并对其中涉及的关键技术进行了论述。本文对我国重型运载火箭控制系统的深入研究具有一定的参考价值。

基于ARM和虚拟仪器技术的导弹测发控系统设计

根据导弹地面测发控系统需求和ARM7微处理器特性,提出了基于ARM和虚拟仪器技术的导弹测发控系统总体方案,详细设计了主要硬件电路,讨论了系统软件设计。

基于系统理论过程分析的软件安全性需求分析与验证方法

针对传统系统理论过程分析(STPA)方法缺乏自动化实现手段、自然语言结果分析存在歧义性的问题,提出一种基于STPA的软件安全性需求分析与验证方法。首先,提取软件安全性需求,并利用算法将其转化为形式化表达式;其次,建立状态图模型来描述软件安全控制行为逻辑,并将其转化为程序可读的形式化语言;最后,采用模型检验技术进行形式化验证。结合某武器发射控制系统案例验证了方法的有效性,结果表明,该方法能够实现安全需求分析的自动化生成与形式化验证,解决了传统方法对于人工干预的依赖问题及自然语言描述问题。

基于模糊层次分析法的鱼雷武器系统作战效能评估

潜艇鱼雷武器系统在现代高技术战争中发挥着日益重要的作用,其作战效能评估也越来越受到重视。潜艇鱼雷武器系统的作战效能评估,基于鱼雷武器系统作战效能指标体系,运用模糊层次分析法(FAHP)实现,并结合实例对评估结果进行了分析,验证了此方法的可行性。

新一代航天运输系统测发控技术发展的方向

随着信息技术的发展,运载火箭测发控系统的自动化程度大大提高,但技术的进步带来了要求的提高,使得测发控系统又显现出诸多不足。本文通过梳理当前测发控系统存在的主要问题,提出智能、全面、便捷应是未来测试发射控制技术努力的方向,以达到减少发射专业保障队伍、提高测试覆盖性和真实性、简化发射场操作的目的。文中提出的相关技术,部分已在我国新一代运载火箭中得到应用。随着这些技术成熟度的提高,将极大地提升长征系列运载火箭的竞争力。