运载火箭控制系统的BIT设计与实现_权赫

火箭发射控制系统的设计与实现一、引言火箭发射是现代航天技术的重要组成部分，而火箭发射控制系统则是保障火箭安全起飞、稳定飞行、准确定位等关键技术装备。

因此，本文将介绍火箭发射控制系统的设计与实现。

二、火箭发射控制系统的结构设计1.目标分析火箭发射控制系统是一种自动化控制系统，主要分为预操作阶段、发射阶段和飞行阶段。

在不同阶段，火箭发射控制系统需要完成的任务也不尽相同。

预操作阶段：提前设定启动时间、确定发射方位和目标航向等，并完成代码预加载；发射阶段：点火开关、引擎状态监测、控制阀门开启和关闭；飞行阶段：调整指令脉冲、实时精准定位、调整发动机节奏等。

2.硬件系统硬件系统由不同的传感器、执行器和其他相关元器件构成。

传感器包括但不限于加速度计、陀螺仪、GPS接收器、气压计等。

执行器包括推力控制器、控制阀门、舵机等。

3.软件系统软件系统主要由控制程序和上位机程序构建而成。

控制程序需要依照火箭发射过程中的不同阶段完成对硬件的控制和指令执行。

上位机程序则实现远程控制和数据解析。

在编写程序时，需要考虑系统的实时性和可扩展性。

三、火箭发射控制系统实现流程1.设计实现根据不同的阶段要求，分别编写控制代码，并适时调试。

为保证系统的可靠性，应当考虑合理的失效保护机制。

2.测试验证在实验室内部分验证控制程序的可行性和准确性，再在实验外安装测试设备进行测试，验证火箭发射控制系统的正常运行。

四、火箭发射控制系统的优化与改进1.算法优化在不断验证调整中，可以不断优化算法，提高系统的实时性和精度。

2.系统更新不同的火箭发射任务对系统性能要求不尽相同，因此需要不断地更新和升级系统，以提高其适应性和性能。

五、结论火箭发射控制系统的设计与实现，是一个繁琐而复杂的过程。

但通过仔细设计、精细实现和不断优化改进，可以提高系统的可靠性和性能，保障火箭发射的安全、稳定和准确。

5测试与故障诊断计算机测量与控制■ 2021. 29 (6)Computer Measurement & Control文章编号：1671 - 4598(2021)06 - 0005 -04 DOI ：10. 16526/j. cnki. 11 —4762/tp. 2021. 06.002 中图分类号：V556 文献标识码:B运载火箭地面一体化测发控系统设计韩亮，张宏德，彭越(北京宇航系统工程研究所，北京100076)摘要：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。

关键词：一体化；测发控；软件系统Design of Integrated Ground Test Launch and ControlSystem of Launch VehicleHan Liang ，Zhang Hongde ，Peng Yue(Beijing Institute of Aerospace Systems Engineering ，Beijing 100076， China)Abstract : The test launch and control system of active launch vehicle is independent ，there are some problems such as waste ofresources ，poor compatibility and low efficiency of information transmission. With the development of test and control technology andthe requirement of launch vehicles ，the ground test launch and control of new launch vehicles have put forward higher requirements in the aspects of generalization ，integration and intelligentization. By analyzing the function of the integrated design, it puts forward a kind of ground test launch and control system architecture ，effectively integrates the common requirements of subsystems of tradition ­al launch vehicle. The design is carried out at four functional levels such as unity power supply ，cable test and control ，wireless medi-ation ， data process and analysis ， including the design and key technologies of the system composition ， interaction ， important equip ­ment and software. In a certain model , the fundamental and key technology test show that the system has strong universality ，high levelofintegration ，e f icientinformationarchitecture ，itcansimplifyoperation ，improvee f iciencyandreducecostwhileensuringre-liabilityandsafety ．Keywords : integrated ； test launch and control system ； software systemo 引言我国传统运载火箭各分系统各自独立，测发控均使用 单独的地面测试设备，完成箭上系统的供配电、信号激励、状态控制、参数测量等测试、发射控制等功能。

飞行控制计算机中的BIT技术及其测试方法
董妍;程俊强
【期刊名称】《航空计算技术》
【年(卷),期】2013(043)002
【摘要】随着电传飞行控制系统的加速发展,对于系统的可靠性要求越来越高,为提高其可靠性,采用了机内自检测(Built in test,BIT)技术,实现分系统级或者功能单元级的功能及性能自检测、自诊断.飞行控制系统中BIT的许多功能都是由飞行控制计算机产生和控制的.介绍了飞行控制计算机中的BIT,可以实现飞行控制计算机的自检测,提高其可靠性.
【总页数】3页(P103-105)
【作者】董妍;程俊强
【作者单位】中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710119;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710119
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.4
【相关文献】
1.BIT技术在数字飞行控制系统中的应用 [J], 王勇
2.飞行控制计算机中离散量采集及自检测方法研究 [J], 董妍
3.无人机飞行控制计算机中的FlexRay总线节点设计 [J], 章勇;陈欣;吕迅竑
4.飞行控制计算机中模拟量采集方法研究 [J], 董妍;杨菊平;程俊强
5.自修复技术在小型飞行器机载计算机中的应用 [J], 张小林
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2018年第2期 信息通信2018(总第 182 期）INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.No 182)自动飞行控制系统BIT设计与实现马趄，王国静，郭勇，马倚(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710065)摘要：自动飞行控制系统是控制飞机飞行姿态和综合数据处理的核心部件，其对可靠性有着严格的要求。

常采用机内自 检测(Built-in Test,B U)技术用于提高其可靠性，实现分系统级或者模块单元级的功能和性能自检測、自诊断。

研究自动 飞行控制系统B IT在不同飞行阶段的检测内容,给出了具体的B IT自检测方法以及实现自检测的相关电路。

研究表明，文章介绍的机内自检测系统设计方法能有效检测出自动飞行控制系统核心部件在运行过程中出现的故障情况，进而提 高了自动飞行控制系统的安全性和可靠性。

关键词:机内自检测(BIT);自动飞行控制系统;漱助测试;回绕测试中图分类号:V249.12 文献标识码:A文章编号:1673-1131( 2018 )02-0073-02〇引言自动飞行控制系统用于飞机自动驾驶、飞行指引和油门控制，是机上各航电设备数据处理、控制和综合的核心。

设计高可靠性机内自检测(Built-in Test，BIT)系统，可有效确保自动飞行控制系统的工作状态，检测各部件有无故障，提髙系统的测试性能和诊断能力，保证飞机的飞行安全。

因此B IT技术在自动飞行控制系统研究领域占据了重要地位，同时也是提高系统检测性与诊断能力的重要手段。

为了提高测试性，在系统内部专门设计了硬件和软件，或利用部分功能部件来检测和隔离故障、监测系统本身状况，使得系统自身可检査是否在正常工作或确定什么地方发生了故障。

这种检査测试就是机内测试，即BIT。

B IT设计的目的是用于系统内部硬件的检测，但软件测试不包括在内。

软件对要测试的硬件实施控制，而硬件是作为软件的支持。

高覆盖率的B U测试技术是自动飞行控制系统故障定位的基础。

运载火箭电气系统BIT设计流程及方法研究发布时间：2022-05-07T03:06:35.602Z 来源：《科技新时代》2022年2期作者：张维[导读] 良好的测试性设计对运载火箭而言，可以有效地缩短发射流程，提高发射成功率，而机内测试技术(BlT)是改善系统或设备的测试性、维修性和故障诊断能力的重要途径和手段。

本文以我国新一代运载火箭XX-为背景，分析了运载火箭电气系统实现全面BIT技术的可行性，并在系统层面提出了运载火箭电气系统BIT设计的流程和方法。

通过研究，本文旨在建立一套标准的运载火箭电气系统BIT设计流程，以此作为优化测试流程、缩短测试周期的依据。

张维首都航天机械有限公司 100076摘要：良好的测试性设计对运载火箭而言，可以有效地缩短发射流程，提高发射成功率，而机内测试技术(BlT)是改善系统或设备的测试性、维修性和故障诊断能力的重要途径和手段。

本文以我国新一代运载火箭XX-为背景，分析了运载火箭电气系统实现全面BIT技术的可行性，并在系统层面提出了运载火箭电气系统BIT设计的流程和方法。

通过研究，本文旨在建立一套标准的运载火箭电气系统BIT设计流程，以此作为优化测试流程、缩短测试周期的依据。

关键词:机内测试；运载火箭；电气系统1引言缩短测试周期、优化测试流程、提高发射成功率是我国运载火箭发射任务的目标。

随着智能测试技术的发展，运载火箭测试方式在近几年发生了重大革新。

当前我国以XX-5为代表的新一代运载火箭技术发展已进入了自动化和信息化发展的关键时期，各种电子设备和机械设备在功能越来越先进的同时，系统结构变得越来越复杂，测试与维修变得极为困难，对测试性、维修性、可靠性和安全性要求越来越高。

因此，提高航天装备，尤其是大型、复杂电子设备的测试性、维修性、故障检测与诊断能力成为履待解决的核心问题。

机内测试BIT(built in test)技术是解决复杂电子设备测试性、维修性和保障性的最成功、最有效的方法之一，是复杂装备整体设计、分系统设计、状态监测、故障诊断和维修决策等方而的关键共性技术，同时也是改善装备系统或设备测试性与诊断能力的重要手段了。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910188075.X(22)申请日 2019.03.13(71)申请人 重庆零壹空间航天科技有限公司地址 401135 重庆市渝北区龙兴镇迎龙大道19号(72)发明人 张晓飞　张伟　舒畅　马超　程越巍　彭偲　黄侃　刘志方　郝文倩　闫浩正　郭慧婷　商家宁　戴龙鹏　鄢爽平　(74)专利代理机构 天津市鼎拓知识产权代理有限公司 12233代理人 朱丽丽(51)Int.Cl.G05B 9/03(2006.01)(54)发明名称一种基于冗余架构的分布式运载火箭控制系统(57)摘要本申请提供有一种基于冗余架构的分布式运载火箭控制系统。

基于分布式控制系统的设计，由数据总线代替集中控制系统中数量众多的穿舱电缆，能够显著地减少运载火箭上电缆分布支数和重量。

还由于引入了终端计算机和总线设计，不仅降低了主控计算机的计算和测控压力，也提高了系统可扩展性。

此外，基于冗余架构的分布式控制系统的设计中，还通过多路总线结构实现了主控计算机与备份主控计算机、终端计算机与备份终端计算机的冗余控制，大大地提高系统的可靠性。

权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 109782579 A 2019.05.21C N 109782579A权　利　要　求　书1/1页CN 109782579 A1.一种基于冗余架构的分布式运载火箭控制系统，其特征在于：包括：主控计算机和至少一个终端计算机；所述主控计算机与所述终端计算机通过总线连接；所述主控计算机包括：第一控制模块，与第一控制模块电连接的第一采集模块，第一时序模块，第一通讯模块和第一电源模块；所述终端计算机包括：第二控制模块，与第二控制模块电连接的第二采集模块，第二时序模块，第二通讯模块和第二电源模块；所述第一控制模块用于监测第二控制模块的运行状态数据；所述第一通讯模块与所述第二通讯模块通过总线连接。

2021年第1期导弹与航天运载技术No.1 2021 总第378期MISSILES AND SPACE VEHICLES Sum No.378收稿日期：2020-11-20；修回日期：2020-12-30文章编号：1004-7182(2021)01-0099-06DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20210119新一代运载火箭12点调平控制策略设计及优化刘丽媛，邢然，李道平，郑国昆，李静妍（北京航天发射技术研究所，北京，100076）摘要：针对新一代载火箭12点支撑调平需求，通过12点调平的理想过程与实际需求解析，分解建立控制模型，设计了一种多耦合因素下12点快速调平闭环控制算法，并利用样机台架进行测试，根据试验结果制定控制策略，实现新型平台多点调平控制技术创新研究及精度优化提升。

关键词：12点调平；比例积分微分控制调节；控制策略中图分类号：TP273文献标识码：ADesign and Optimization of 12-piont Leveling Control Strategy forthe New Generation Carrier RocketLiu Li-yuan, Xing Ran, Li Dao-ping, Zheng Guo-kun, Li Jing-yan(Beijing Space Launch Technology Research Institute, Beijing, 100076)Abstract: In order to meet the 12 new rocket support leveling requirements, through 12 leveling ideal process and the actual demand analysis, the establishment of control model is analyzed, A kind of coupling factors under 12 more rapid leveling control algorithm is designed. And the prototype test bench is used, Control strategy based on the result is set. New platform more leveling control technology innovation research is achieved and its accuracy is optimized.Key words: 12-point support leveling; Proportional Integral Derivative; control strategy0 引言传统的发射平台一般采用4点支撑方式，进行垂直度调整，新一代运载火箭采用12点（以下简称多点）支撑的平台，对平台支撑物的垂直度调整控制提出了更高精度的要求。

运载火箭姿态控制知识管理系统开发1. 火箭姿态控制知识管理系统的需求分析火箭姿态控制知识管理系统作为一种新型的知识管理工具，旨在帮助工程师和专家对火箭姿态控制领域的知识进行更加全面、系统、高效的管理，以提高火箭姿态控制技术的研究和开发水平。

因此，本章将从需求分析的角度对该系统进行探讨，主要包含以下几个方面：首先，从用户的角度进行需求分析，对用户的需求、使用习惯、知识层次、应用场景等进行调查和分析，以便更好地满足他们的需求和提高他们的工作效率。

例如，对于初学者，该系统需要提供简单、易懂、易上手的操作界面和操作指导，以帮助他们快速上手；对于专家和高级用户，该系统需要提供更加深入、全面、专业的知识管理和支持功能，以帮助他们更好地进行研究和开发。

其次，从系统设计的角度进行需求分析，对系统的功能、性能、安全、可靠性等方面进行评估和规划，以便明确系统的设计目标和技术路线。

例如，对于系统的功能设计，该系统需要包含知识管理、知识搜索、知识共享、知识评价等功能，以支撑知识管理和研发工作；对于系统的性能设计，该系统需要具备高效、稳定、安全、可靠的性能，以保障系统的运行和使用。

最后，从项目管理的角度进行需求分析，对系统的开发周期、开发成本、人力资源、项目风险等方面进行评估和规划，以便控制项目的进度和预算，并提高项目的成功率。

例如，对于开发周期的规划，该系统需要明确开发计划、任务分配、进度跟踪等，以确保项目按时按量完成；对于开发成本的控制，该系统需要控制人力成本、硬件成本、软件成本等，以确保项目的经济性和可持续性。

综上所述，火箭姿态控制知识管理系统的需求分析是整个系统开发的基础和关键。

只有深入了解用户需求、科学规划系统设计、合理管理项目开发，才能成功打造一款符合用户需求、质量可靠、性能优良的知识管理系统。

2. 火箭姿态控制知识库的建设和管理作为火箭姿态控制知识管理系统的核心，火箭姿态控制知识库的建设和管理是该系统成功的关键。

航空航天领域中火箭姿态控制系统设计与分析火箭姿态控制是航空航天领域中至关重要的关键技术之一。

姿态控制系统的设计和分析对于确保火箭在飞行过程中的稳定性、准确性以及飞行安全具有重要意义。

本文将介绍航空航天领域中火箭姿态控制系统的设计原理和关键技术，并对其进行分析。

一、火箭姿态控制系统的设计原理火箭姿态控制系统的设计原理基于力矩平衡的概念。

火箭在飞行过程中受到各种外界力矩的作用，如气动力、推力偏斜和重力等。

姿态控制系统的设计旨在通过引入适当的力矩，并通过系统反馈控制来保持火箭的稳定姿态。

火箭姿态控制系统通常包括控制计算机、传感器、执行机构和控制算法等组成部分。

控制计算机负责接收和处理传感器获取的数据，并根据控制算法生成控制信号。

传感器用于感知火箭的状态参数，如角度、角速度和加速度等。

执行机构根据控制信号实施舵面、推进器和推力向量控制等控制动作。

二、火箭姿态控制系统的关键技术1. 传感器技术火箭姿态控制系统的准确性和可靠性严重依赖于传感器技术的发展。

传感器能够感知和测量火箭的角度、角速度和加速度等状态参数。

目前常用的传感器技术包括陀螺仪、加速度计、磁力计等。

这些传感器能够提供精确的火箭状态参数，为姿态控制系统提供重要的输入数据。

2. 控制算法控制算法是火箭姿态控制系统中的核心。

常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和自适应控制算法等。

PID控制算法通过比较实际输出和期望输出之间的差异来调整控制信号。

模糊控制算法能够处理非线性和模糊性问题。

自适应控制算法则能够根据系统的动态特性实时调整控制策略。

3. 执行机构执行机构是火箭姿态控制系统中实施控制动作的关键部件。

常见的执行机构包括舵面、推进器和推力向量控制系统等。

舵面通过改变其位置和角度来调整火箭的姿态。

推进器通过调整推力的方向和大小来产生力矩。

推力向量控制系统则能够改变火箭发动机的推力方向以实现弯曲轨道和位置控制。

三、火箭姿态控制系统的分析火箭姿态控制系统的设计分析主要涉及系统可靠性、控制精度和稳定性三个方面。

计算机测量与控制．２０２２．３０（１）　犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾　·１３５　·收稿日期：２０２１０６０７；　修回日期：２０２１０７２１。

基金项目：国防科技重点实验室基金（６１４２５０１２００１１０）。

作者简介：刘仁浩（１９８１），男，四川江油人，博士研究生，高级工程师，主要从事飞行器控制系统方向的研究。

引用格式：刘仁浩，李　然，段宇婷，等．战术导弹控制系统ＢＩＴ设计方法［Ｊ］．计算机测量与控制，２０２２，３０（１）：１３５１４０．文章编号：１６７１４５９８（２０２２）０１０１３５０６ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２２．０１．０２１ 中图分类号：ＴＪ７６０．６文献标识码：Ａ战术导弹控制系统犅犐犜设计方法刘仁浩１，李　然１，段宇婷１，姜云涛１，夏金秀２（１．北京航天自动控制研究所，北京　１００８５４；２．航天科工空间系统总体部，北京　１００８５４）摘要：战术导弹控制系统测试是其研制、生产和交付使用阶段的重要环节，为了快速便捷地完成对控制系统功能性能指标测试，及时检测和隔离故障，保证导弹安全、准时发射，根据新一代导弹控制系统设计特点，重点针对导弹交付后使用阶段测试需求，提出一种分布式与集中式相结合的机内测试（ＢＩＴ）方案，详细给出了单机分布式ＢＩＴ和系统集中式ＢＩＴ的设计方法，该方法在无外部设备辅助测试的条件下可覆盖控制系统所有硬件资源，实现控制系统工作状态和工作性能的快速评估，为导弹或运载火箭控制系统测试性设计提供参考。

关键词：战术导弹；控制系统；使用阶段；机内测试犅狌犻犾狋－犻狀－犜犲狊狋犇犲狊犻犵狀犕犲狋犺狅犱犳狅狉犪犜犪犮狋犻犮犪犾犕犻狊狊犻犾犲犆狅狀狋狉狅犾犛狔狊狋犲犿ＬＩＵＲｅｎｈａｏ１，ＬＩＲａｎ１，ＤＵＡＮＹｕｔｉｎｇ１，ＪＡＮＧＹｕｎｔａｏ１，ＸＩＡＪｉｎｘｉｕ２（１．ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００８５４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣＡＳＩＣＳｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００８５４，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｔｅｓｔｉｎｇｉｓａｋｅｙｌｉｎｋｏｆｄｅｓｉｇｎ，ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｕｓａｇｅｏｆｔａｃｔｉｃａｌｍｉｓｓｉｌｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂ ｔａｉｎｑｕｉｃｋｌｙｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｄｅｔｅｃｔｆａｕｌｔｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ－ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｎｅｗｈｙｂｒｉｄｂｕｉｌｔｉｎｔｅｓｔ（ＢＩＴ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＡｔｙｐｉｃａｌｈｙｂｒｉｄＢＩＴｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｗｈｉｃｈｃｏｍ ｂｉｎｅｓｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｔｈｉｓｓｃｈｅｍｅｗａｓｍａｉｎｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｓｅｒｖｉｃｅｓｔａｇｅ．Ｔｈｅｔｅｓｔｃａｎｖｅｒｉｆｙａｎｄｃｏｖｅｒａｌｌｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｉｍ ｐｒｏｖｅｔｈｅｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｓｓｉｌｅｗｅａｐｏｎｓａｎｄｌａｕｎｃｈｖｅｈｉｃｌｅ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｔａｃｔｉｃａｌｍｉｓｓｉｌｅ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；ｓｅｒｖｉｃｅｓｔａｇｅ；ｂｕｉｌｔ－ｉｎｔｅｓｔ０　引言在战术导弹研制和使用过程中，除了保证系统飞行过程各环节的高可靠性外，还必须保证导弹在发射前功能正常、性能良好，保证安全、准时发射，需要导弹控制系统具有良好的测试性［１］。