三余度电液伺服阀静态特性测试系统研制

针对三余度电液伺服阀静态特性测试需要,设计研制了一种满足三余度电液伺服阀静态特性测试系统。测试系统以Labview平台为测控核心,给出了三余度电液伺服阀静态特性测试系统组成和工作流程,阐述了计算机测试系统、三余度信号输出模块、信号测量模块等主要硬件模块的组成和功能。介绍了软件的程序架构、界面和操作流程等。分析了三余度测试、模块化的软硬件设计,以及手动和自动结合的测试等关键技术。试验结果表明:设计的测试系统满足三余度伺服阀的测试需求,可靠性高,可操作性强,有较高的实用价值。     

梦永不停歇的航天——记中国航天推力矢量伺服控制技术主要开创者曾广商

技术创新永登攀 20世纪80年代末,中国开始了载人航天发展的计划.在载人工程一期,曾广商院士带领研制团队参阅大量的国内外资料,提出了多数表决故障吸收三余度伺服机构方案.他组织、指导、鼓励研制队伍加快设计,一一攻克了功率匹配优化、结构布局、热设计和寿命问题等新难点.样机终于按时试制出来,调试、验证也基本上一次成功.自此,我国有了自行研制的两种用于载人飞船运载火箭推力矢量控制的高可靠性伺服机构,奠定了三余度伺服机构技术改进、进一步完善成熟的基础.     

三余度数字伺服控制系统结构设计与可靠性分析

介绍了三余度数字伺服控制系统的结构设计和余度配置对系统的可靠性进行了分析、预测，并通过空载故障模拟试验证实了三余度数字伺服控制器的软硬件功能及3个通道间的同步、余度表决均达到预期设计目的。与非冗余模拟伺服系统相比，此系统的任务可靠度有了显著提高。     

非相似度 UAV 飞控系统的故障自检设计

为有效解决无人机冗余控制结构设计复杂,成本高的问题,提出一种非相似三余度控制系统;重点描述了系统的故障自检测方法,控制模块故障的自隔离方法,控制模块之间的表决方式,通过马尔科夫链故障分析方法验证了设计的可靠性。     

一种三模混合冗余总线控制系统设计研究

为了简化三余度容错总线控制系统设计,提高其容错效率,提出了一种自检、互检与表决机制相结合的软硬件协同混合冗余管理机制。该机制采取当班机主控、备机跟随当班机运行的工作方式,构成了间接的三取二表决机制,实现了三机表决、双机热备与单机运行3种工作模式自动切换,可以容忍任何配套设备任何余度模块任意组合的一度故障与典型二度故障,取消了一般三模冗余模块之间的交叉数据通信链路,简化了软硬件设计,提高了系统实时性。试验表明,在不同的故障发生时机条件下,经过0~2个控制周期可以完成系统重构。     

推力矢量控制电动伺服机构的双模控制研究

针对推力矢量控制电动伺服机构控制器的可靠性与冗余设计问题,提出了一种基于有无位置传感器的双模控制器方案,分析了双模控制器的原理与无位置传感器运行模式下的转子位置检测技术,利用电机的反电动势过零点获取电机转子位置信息的方法,设计了分压电路、带通滤波器、比较器构成的反电动势过零检测电路,通过电动伺服机构平台的试验验证,表明采用双模控制器的电动伺服机构能独立工作或自动平滑切换工作,克服了单一工作模式的不足之处,节约了冗余设计的空间与成本。     

高可靠三冗余伺服机构系统

回顾了载人航天高可靠伺服机构系统的研制历程,介绍了载人航天运 载火箭三余度伺服机构系统原理、性能特点及其可靠性验证结果。     

数字样机技术在某型号运载火箭伺服机构设计中的应用

介绍了数字样机技术的概念及其在某型号运载火箭伺服机构设计中应用的必要性。说明了数字样机技术在某型号运载火箭伺服机构设计中的应用流程,详细阐述了数字样机技术的应用内容,包括应用MATLAB进行伺服机构的负载特性分析、应用ADAMS进行机构运动学分析、应用ANSYS进行关键零件的力学分析和应用Pro／E进行结构样机的三维模装,指出了应用数字样机技术提高了设计质量和效率、加快了伺服产品的研制进度、降低了伺服产品的生产成本。最后总结了数字样机技术在某型号运载火箭伺服机构设计中的应用情况,提出了今后的发展方向。
     

智能控制在航天推力矢量伺服系统中的应用及展望

运载火箭控制技术的快速发展对推力矢量伺服系统提出了面对复杂非线性负载的自适应力位综合控制,智能故障诊断管理等新要求。结合近年来智能控制理论的进展,分析了几种可用于推力矢量控制的新型控制方法。在伺服系统中应用一些先进的智能控制理论,有望在负载辨识和模拟、自适应主动柔顺控制、故障诊断及余度管理等方面取得比传统控制方法更好的应用效果。     

二级摇摆伺服机构供电系统可靠性分析

某型二级摇摆伺服机构要求在地面热试车全过程中由试验台提供稳定可靠的直流电源,原二级摇摆伺服机构供电系统为单一的整流器供电模式,试验过程完全依赖市电进行转换,没有任何其他保障措施,可靠性受到很大影响.为此,提出2种供电方案,通过比较分析系统的可靠性和可能发生的故障,最终选择了整流器和电池组相配合的供电方式.试验测试性能结果表明：这种供电方式完全满足试车任务的需求并具有较高的可靠性.     

大型挠性空间结构控制系统的整体性分析与设计

本文针对大挠性空间结构控制系统中的传感器和伺服控制机构的故障问题出了一种整体性分析和设计方法。利用这一方法所设计的ＬＦＳＳ控制系统不但具有期望的动态性能，而且当某一传感器或伺服控制机构发生故障时，系统仍然具有基本的稳定性以避免结构损坏，此外，文章还讨论了与传感器和伺服控制机构故障紧密相关的冗余传感器和伺服控制机构的配置问题，文中以一个带有两块大型太阳能电池列的空间站系统为例，详细地介绍了所提出的控     

机电伺服系统重复学习控制器设计

设计了一种p+A-Type ILC位置环重复学习控制器,并成功应用于某一需求高速高精度实时控制的机电伺服系统中,伺服控制技术采用经典的基于转子磁场定向的矢量控制技术,速度环控制器和电流环控制器采用经典的PI控制器,位置环采用p+A-Type ILC控制器,其中p控制器用于随机干扰的抑制,AType ILC用于伺服作动器重复往返运动以及固有的偏心质量等时变非线性负载的负载惯量和有规律干扰的补偿,并进行了与经典P位置控制器的对比试验验证。实验结果表明:采用本项目的控制器使得位置超调比采用P控制系统降低了50%,实现了高速高精度的实时控制,满足了伺服系统时变非线性负载下的不同工况需求,系统鲁棒性大大提高。     

全面质量管理在载人运载火箭伺服产品研制中的实践与体会(下)

载人运载火箭发射成功与否，关系到宇航员的人身安全和载人航天工程任务的成败。作为载人运载火箭控制系统的重要单机，三余度伺服机构研制过程中的每一个环节都包含着质量管理的内容，其设计质量控制及生产过程质量控制包含着诸如可靠性和安全性设计、转阶段设计评审、各阶段的质量复查、设计复     

基于软件定义的航天器分布式电源系统设计

针对电源系统架构灵活性的需求,提出了一种基于软件定义智能功率单元的可重构航天器分布式电源系统设计。给出了系统的分布式架构,采用了一种可软件定义的标准功率单元实现所有发电单元、储能单元的分布式接入。智能功率单元可以通过星载计算机软件定义工作模式,满足不同单元的接入需求。通过搭建分布式电源系统仿真模型,对不同故障情况进行了验证,结果表明:分布式电源系统的可重构控制策略,实现了电源系统高可靠运行。最后,对提出电源系统设计的优势进行了总结。     

伺服机构控制信号余度设计研究

余度技术是提高系统任务可靠性与安全性的一种手段，文中介绍了为提高发动机试验的可靠性，在控制喷管资态的伺服机的中引进余度技术所做的研究与浓度与尝试。     

伺服机构故障下运载火箭自适应重构方法

针对运载火箭飞行过程中发生的伺服机构故障，提出了一种基于奇异值分解(SVD)的自适应重构方法。首先，将伺服故障下重构问题转化为优化问题，完成了对伪逆法、线性规划法、混合优化法3种常用优化方法的分析和评估;其次，针对现有方法的缺点，基于SVD提出了一种求解直接重构问题次优解的改进方法，并给出推导过程。数学仿真表明，所提出的基于SVD改进的自适应重构方法，兼顾了伪逆法的计算高效、线性规划法的输出共线等优点，具有较高的工程应用价值。     

基于伺服机构饱和抑制的模糊滑模控制方法

以高超声速飞行器为研究对象,设计了一种模糊变增益滑模姿态控制器。在控制器的设计中,应用动态逆方法对控制对象的俯仰、偏航和滚转通道进行解耦处理。通过滑模变结构控制方法保证被控系统的鲁棒特性。为了抑制伺服机构饱和,基于专家控制经验设计了滑模控制器增益模糊控制规则。通过仿真验证,证明了本文设计的控制方法在高超声速飞行器姿态控制和伺服机构饱和抑制两方面的有效性。     

基于桥接模式的双网络重复使用运载器控制系统冗余技术

根据重复使用运载器因面临恶劣电磁环境而对控制系统提出的可重用、高可靠性要求,提出了一种基于桥接控制器的四余度1773A光纤总线双网络冗余控制系统方案。该方案在实时性、数据处理、缓解信息拥塞、电磁兼容性等方面具有较好的优势,控制系统实现了集控制、传感、通信、网络、故障诊断与容错处理于一体的功能。通过对计算机、综合控制器、伺服机构等关键部组件及系统级总线进行冗余设计,提高了系统的可靠性。     

运载火箭并联双机姿控配平策略研究

运载火箭并联双机是一种常见的发动机推力矢量控制(Thrust Vector Control,TVC)方案，发动机与伺服机构可组合出不同的控制布局。针对液体运载火箭典型的4种并联双机摆发动机控制布局，开展了故障动力学建模仿真研究，基于运载火箭比例微分(Proportional Differential,PD)姿控方法，比对分析了不同故障模式的姿控配平结果，优选了并联双机摆发动机控制布局，最后应用控制重分配技术验证了故障下放宽滚动通道性能策略的有效性，结果表明不同的推力矢量布局故障适应能力不同，姿态重构技术在发动机推力较大故障下仍可保证运载火箭良好的姿控性能与稳定能力。     

三余度数字伺服控制系统建模与动静态特性研究

对研究的三余度伺服控制系统的机理进行分析，建立了被控对象的线性化数学模型。在此基础上，对数字动压反馈环节的参数进行了仿真寻优，并对无故障和两种单点故障情况下系统的动、静态特性进行了仿真和分析。带惯性负载试验结果证实了理论建模分析的正确性，并表明数字动压反馈也能起到对负载谐振的阻尼作用，与机械式、模拟式实现形式相比，它更灵活、方便。