控制系统飞行控制软件重用技术研究

探讨了航天型号控制系统飞行控制软件的重用技术。结合航天型号控制系统飞行控制软件的研制现状,针对现行软件开发过程中存在的问题,按照代码重用、任务重用以及代码自动生成的思路阐述了飞行控制软件的重用应用。     

运载火箭故障模式及制导自适应技术应用分析

为提高制导控制系统在运载火箭全发射任务周期中的智慧水平，提高运载火箭完成任务的鲁棒能力，从不同角度阐述了运载火箭故障模式，创新提出了基于能量属性的故障分类方法。针对不同级别的能量故障提出了对制导控制系统的功能、性能需求。尤其针对小、中级别能量故障，简述了运载火箭故障飞行制导自适应方法应用，包含案例及任务目标变更原则等，并分析了制导自适应技术后续工程化应用的实施途径。基于能量属性的故障分类方法及制导自适应方法可应用于后续中国运载火箭工程研制。     

基于实时操作系统的多核分布式飞行软件架构设计

基于对飞行器飞行控制软件的需求(包括功能需求以及性能需求)的分析结果，提出一种基于战星嵌入式实时操作系统的多核分布式飞行控制软件架构，架构共分为5层，从下至上依次为：操作系统层、硬件接口层、框架层、应用层和重用构件层。该架构目前已经应用于多个项目，具有可移植性好、可靠性高、实时性强等特点，能够降低项目研制时间与成本，提高飞行控制软件的可靠性与安全性。     

发动机试车控制软件工程化及质量管理

为提高发动机试车控制软件的可靠性,通过需求分析、概要设计、详细设计、软件测试等步骤实现了软件开发工程化。结合试验控制软件研制和使用特点,对软件质量管理的具体步骤,即从设计评审、测试、验证、文档及技术状态管理等方面对软件开发过程进行监督与管理,实现了软件开发的质量控制,达到了软件设计的透明性、继承性及高可靠性。     

运载火箭飞行控制软件的多任务设计方法

为适应新一代运载火箭电气设备数字化、智能化的发展，提出了基于嵌入式实时操作系统的飞行控制软件多任务设计方法。设计了飞行控制、数据管理、精确关机等任务，根据实时性要求设置了相应任务的优先级；设计了飞行控制任务在三冗余处理器中一致性运算的机制；提出了控制周期内多任务共用临界资源的约束性要求作为冗余同步运行的余量指标。本文设计的多任务已在新一代中型运载火箭飞行试验中得到验证。     

SFMEA方法在飞行控制软件中的应用

为提高飞行控制软件的安全性,分析了飞行控制软件的安全性薄弱环节,探讨了影响飞行控制软件安全性的隐患。简要阐述了软件失效模式、影响(SFMEA)方法,给出软件失效模式分类的方法以及飞行控制软件常见的失效模式,给出适用于航天飞行控制软件的软件危害性等级,结合某型号飞行控制软件进行了SFMEA方法的尝试性应用,分析了软件失效的局部影响和最终影响,形成了52个SFMEA的分析表格,总结了302个飞行控制软件的失效模式,发现了部分安全性薄弱环节,并提出了相应的改进措施,结果表明,SFMEA方法对提高飞行控制软件的安全性有一定的工程价值。     

航天器真空热试验测控系统软件结构设计与建模

统一建模语言（Unified Modeling Language,简称UML）是面向对象软件开发方法的重要技术,使用UML对软件系统进行建模研究,有利于提高软件开发的效率和可重用性等。文章给出了真空热试验测控系统软件架构和主要模块的结构设计,并利用Rational Rose结合UML对测控软件进行分析建模和设计。     

运载火箭飞行载荷联合优化控制技术

为了解决基于模块化研制的运载火箭其飞行剖面载荷与承载能力不匹配而导致发射概率过低的问题，提出一种基于弹道风修、发动机节流、主动减载、横向动载荷精细化四项减载技术的飞行载荷联合优化控制技术。以箭体承载能力为约束，提高发射概率为目标，多种载荷控制技术联合为手段对运载火箭进行逆向设计，可以有效提高模块化研制火箭的发射概率。以长征八号运载火箭首飞为例，该技术成功将发射概率由研制初期的33%提高到83%。     

双CPU环境下飞行控制软件的设计

本文介绍运载火箭飞行控制软件在双ＣＰＵ冗余硬件配置下的可靠性设计和可靠性指标分配的方法。文中提到的部分技术经过了实验的检验，证明是可行的     

基于构件的运载器控制系统飞行软件框架研究

面对运载器控制系统飞行软件功能复杂、研制周期短的现状,如何保证软件质量,提高研制效率已成为当前的研究重点。本文在分析现有运载器控制系统飞行软件功能要求的基础上,从数据流和控制流两方面提出了基于构件的控制系统飞行软件框架,该框架采用分层控制体系结构模式,有效地提高了飞行软件的研制效率和质量。通过实际应用验证,该框架对控制系统飞行软件设计具有一定的实用价值和借鉴意义。     

基于代码自动生成的计算机辅助系统设计与实现

主要探讨航天型号中的时序控制软件的辅助生成,结合航天型号时序控制软件的研制现状,针对现行软件研制过程中存在的问题,设计实现基于自动生成的计算机辅助系统,代替人工生成模式,切实提高航天工程中软件的研发效率和可靠性。     

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。
     

用于相异性设计的模糊重用库

容错设计是提高软件可靠性的有效途径，但是由于设计多样性实现很困难且开销大，导致该项技术实现很困难。为此，提出了一个基于重用的应用框架。该框架的提出将相异性设计过程转变为根据可重用参数从大量具有相同功能软件组件中选择合适的组件来构成容错系统，从而简化了软件开发过程。同时为了更准确地描述组件，采用了模糊逻辑来表达其与上层概念的关联关系。本文介绍了重用库系统结构的设计及其对容错设计的支持。     

制冷控制软件通用化关键技术研究

制冷控制器是用来驱动和控制机械制冷机的电子学产品,通过控制机械制冷机来保障探测器的工作温度,使探测器获得稳定可靠的探测性能。随着红外探测技术以及低温光学技术的持续发展,制冷控制器的需求逐年增多,另外伴随着制冷技术的日趋成熟,制冷控制器的组成及功能需求相对固定,性能需求逐步收敛。在这一背景下进行制冷控制软件的通用化研究工作很有必要。通过对机械制冷机类型及其特点、制冷控制器的组成及工作原理以及制冷控制系统的功能需求进行分析,并对现有制冷控制软件通信协议、总线接口等技术状态进行梳理,给出了通用化制冷控制软件的软件架构、模块划分。为适应不同用户需求,同时建立了软件可复用构件库,考虑了不同类型制冷机对控制软件的需求的差异性设计。利用通用化软件架构实现了4台制冷控制器软件的研制,软件功能和性能均满足用户需求,提高了研制效率,减少了研制成本,证明了软件通用化研制模式的可行性。     

人工智能气动特性预测技术在火箭子级落区控制项目的应用

发展了一种基于人工智能算法的气动特性预测技术,在开展部分工况风洞试验基础上,结合少量数值仿真结果,通过机器学习模型预测全部工况气动特性。该方法能够降低研制成本,缩短周期。先后解决了相关函数选择、模型超参数训练、数据检验和“人在回路”应用等关键算法与技术问题,应用于运载火箭子级栅格舵落区控制项目气动研制,获得了设计所需完整的气动特性数据。2019年7月26日火箭飞行搭载试验验证了预测方法的正确性。最后,提出了人工智能技术在气动设计应用的分级概念和标准,划分和识别人工智能的能力,确定阶段性功能,为人工智能与气动设计结合与应用提供参考。     

冗余设计技术在运载火箭飞行控制系统中的应用(一)

冗余容错技术是提高运载火箭飞行控制系统可靠性的重要手段。本文针对飞行控制系统的应用特点 ,对冗余技术在工程应用中需要解决的四个方面的内容 :冗余结构 ,判别准则 ,检测方法和无共因失效设计进行了论述     

冗余设计技术在运载火箭飞行控制系统中的应用(二)

冗余容错技术是提高运载火箭飞行控制系统可靠性的重要手段。本文针对飞行控制系统的应用特点 ,对冗余技术在工程应用中需要解决的四个方面的内容 :冗余结构 ,判别准则 ,检测方法和无共因失效设计进行了论述。     

运载火箭助推器回收技术分析与启示

可重复使用运载火箭对于实现低成本、高可靠、自由进出空间具有重要作用,是提高我国进入空间能力,提升我国综合国力的重要途径之一,实现助推器回收是运载火箭进行重复使用的核心技术。以运载火箭可重复使用技术为背景,从运载火箭助推器伞降回收、垂直返回和带翼飞回3种回收方式着手,充分调研了美国、俄罗斯、欧洲在运载火箭助推器回收技术领域开展的几个典型项目的方案特点和研制情况,以及我国相关技术的发展状况,分析比较其技术难点和应用前景,提出我国发展助推器回收技术的相关建议,为我国发展可重复使用运载火箭提供研究发展思路和参考。     

飞行控制软件可靠性设计探讨

控制系统飞行软件 (飞行控制软件 )是关系到弹箭飞行成败的关键部分 ,本文从一些实例出发对如何提高飞行控制软件设计的可靠性做了探讨。     

航天器基本特点与设计要求概述(二)——航天器设计的约束条件

详细介绍了运载火箭、发射场、地面测控系统、地面应用系统等对航天器设计的约束条件及要求 ,同时就航天器的研制周期和成本等对航天器设计的制约作用作了说明。