《高可靠運載火箭控制系統(tǒng)設(shè)計》涵蓋兩方面的內(nèi)容，一是如何設(shè)計運載火箭的控制系統(tǒng)，二是如何設(shè)計得更加可靠。《高可靠運載火箭控制系統(tǒng)設(shè)計》首先介紹了國內(nèi)外運載火箭控制技術(shù)的發(fā)展情況，控制系統(tǒng)設(shè)計的流程、方法以及控制系統(tǒng)的組成和工作過程，以使讀者有個初步的了解；隨后重點介紹了制導系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)、飛行軟件設(shè)計與測試，可靠性設(shè)計與分析；最后介紹了地面測試與發(fā)射控制技術(shù)，它對確保飛行可靠同樣起著十分重要的作用。
《高可靠運載火箭控制系統(tǒng)設(shè)計》主要作為運載火箭控制系統(tǒng)設(shè)計人員的參考資料，讀者需要具備一定的背景知識，如控制理論、電氣技術(shù)、軟件工程、可靠性技術(shù)等；《高可靠運載火箭控制系統(tǒng)設(shè)計》對總體設(shè)計人員、產(chǎn)品開發(fā)人員和其他飛行器的系統(tǒng)設(shè)計人員也有一定的參考價值。
第1章 概述
1.1 國外運載火箭控制技術(shù)的發(fā)展
1.1.1 美國
1.1.2 歐洲
1.1.3 其他國家
1.2 我國運載火箭控制技術(shù)的發(fā)展
參考文獻
第2章 運載火箭飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計
2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本流程
2.2 控制系統(tǒng)方案論證與設(shè)計的重點內(nèi)容
2.3 飛行控制系統(tǒng)的綜合集成與實現(xiàn)
2.3.1 系統(tǒng)設(shè)計的迭代過程
2.3.2 傳統(tǒng)設(shè)計方法
2.3.3 軟硬件協(xié)同設(shè)計方法
2.4 控制系統(tǒng)的組成
2.4.1 制導系統(tǒng)
2.4.2 姿態(tài)控制系統(tǒng)
2.4.3 時序控制系統(tǒng)
2.4.4 電源配電系統(tǒng)
2.5 控制系統(tǒng)的工作過程
參考文獻
第3章 制導系統(tǒng)設(shè)計
3.1 常用坐標系和坐標轉(zhuǎn)換
3.1.1 常用坐標系
3.1.2 常用坐標系之間的轉(zhuǎn)換
3.2 慣性導航技術(shù)
3.2.1 慣性導航器件及其工作原理
3.2.2 初始對準設(shè)計
3.2.3 箭體姿態(tài)計算和導航方程
3.3 組合導航技術(shù)
3.3.1 輔助導航系統(tǒng)
3.3.2 慣性/衛(wèi)星組合導航工作原理
3.3.3 濾波器設(shè)計
3.4 制導方法
3.4.1 制導方法概述
3.4.2 攝動制導方法
3.4.3 迭代制導方法
3.5 入軌精度計算
3.5.1 軌道根數(shù)的計算
3.5.2 系統(tǒng)干擾和誤差項
3.5.3 蒙特卡洛模擬打靶方法
3.5.4 制導誤差計算方法
參考文獻
第4章 姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計
4.1 箭體姿態(tài)運動方程
4.1.1 箭體剛體運動方程
4.1.2 箭體晃動運動方程
4.1.3 箭體彈性運動方程
4.1.4 箭體姿態(tài)運動方程
4.2 姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計
4.2.1 控制方案
4.2.2 箭體剛體穩(wěn)定方法
4.2.3 箭體晃動運動穩(wěn)定方法
4.2.4 箭體彈性運動穩(wěn)定方法
4.2.5 系統(tǒng)靜態(tài)增益設(shè)計方法
4.3 校正網(wǎng)絡(luò)形式和參數(shù)選擇
4.3.1 常用的網(wǎng)絡(luò)形式
4.3.2 低頻段網(wǎng)絡(luò)形式選取
4.3.3 高頻段網(wǎng)絡(luò)形式選取
4.3.4 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計形式選取
4.4 制導系統(tǒng)對姿控系統(tǒng)的影響分析
參考文獻
第5章 飛行軟件設(shè)計與測試
5.1 飛行軟件的組成及功能
5.2 飛行軟件的開發(fā)流程
5.2.1 軟件工程化
5.2.2 軟件開發(fā)模型
5.3 飛行軟件開發(fā)示例——飛行控制軟件
5.3.1 基本功能分析
5.3.2 軟件初步危險分析及軟件等級確定
5.3.3 軟件的FTA
5.3.4 軟件的FMEA
5.3.5 軟件開發(fā)小結(jié)
5.4 嵌入式實時操作系統(tǒng)
5.4.1 操作系統(tǒng)使用性分析
5.4.2 操作系統(tǒng)功能分析與應(yīng)用
5.4.3 小結(jié)
5.5 飛行軟件的測試
5.5.1 白盒測試
5.5.2 黑盒測試
參考文獻
第6章 可靠性設(shè)計與分析
6.1 可靠性設(shè)計技術(shù)簡介
6.1.1 故障檢測和隔離技術(shù)
6.1.2 冗余技術(shù)
6.1.3 冗余設(shè)計在飛行控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
6.2 制導系統(tǒng)的可靠性設(shè)計
6.2.1 慣性測量信息的冗余設(shè)計
6.2.2 其他可靠性設(shè)計措施
6.3 姿態(tài)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計
6.3.1 姿控控制小回路的冗余設(shè)計
6.3.2 角速率測量信號的冗余設(shè)計
6.3.3 其他可靠性設(shè)計措施
6.4 時序控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計
6.4.1 多數(shù)表決電路
6.4.2 初始狀態(tài)的控制與檢查
6.4.3 中止關(guān)機的冗余處理
6.4.4 分離控制
6.5 電源及供配電系統(tǒng)的可靠性設(shè)計
6.5.1 一次電源的冗余設(shè)計
6.5.2 二次電源的冗余設(shè)計
6.5.3 供配電的可靠性設(shè)計
6.6 主要控制系統(tǒng)配套產(chǎn)品的可靠性設(shè)計
6.6.1 總線系統(tǒng)的可靠性設(shè)計
6.6.2 計算機/控制器的可靠性設(shè)計
6.6.3 伺服控制子系統(tǒng)的冗余設(shè)計
6.7 飛行控制軟件可靠性設(shè)計
6.7.1 與軟件結(jié)構(gòu)相關(guān)的可靠性技術(shù)
6.7.2 與多機冗余相關(guān)的可靠性技術(shù)
6.7.3 與接口相關(guān)的可靠性技術(shù)
6.7.4 其他可靠性設(shè)計注意事項
6.8 其他可靠性設(shè)計措施
6.8.1 并聯(lián)/串并聯(lián)/并串聯(lián)設(shè)計的風險及其可測試性設(shè)計
6.8.2 系統(tǒng)中屏蔽與接地的處理
6.8.3 接口電路的隔離與驗證
6.9 可靠性分析
6.9.1 FMEA
6.9.2 FTA
6.9.3 分析示例
參考文獻
第7章 地面測試與發(fā)射控制技術(shù)
7.1 測發(fā)控系統(tǒng)組成、功能及工作流程
7.1.1 發(fā)射控制
7.1.2 測試
7.2 前端測發(fā)控系統(tǒng)
7.2.1 基于標準總線的測試系統(tǒng)
7.2.2 邏輯控制/指令電路設(shè)計
7.2.3 供配電功能設(shè)計
7.2.4 點火及緊急關(guān)機控制
7.2.5 前后端網(wǎng)絡(luò)通信
7.3 后端測發(fā)控系統(tǒng)
7.3.1 發(fā)控臺
7.3.2 B碼控制組合
7.3.3 計算機的功能分配
7.4 地面測發(fā)控系統(tǒng)軟件
7.5 地面測發(fā)控系統(tǒng)的可靠性設(shè)計
7.5.1 VXI/PXI與PLC的冗余控制
7.5.2 雙采集測量系統(tǒng)
7.5.3 點火及緊急關(guān)機控制功能
7.5.4 前后端網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)
7.5.5 地面供電設(shè)計
7.5.6 應(yīng)急控制功能
7.5.7 主控計算機的冗余設(shè)計
7.5.8 B碼終端的冗余設(shè)計
7.6 系統(tǒng)級試驗
7.6.1 分系統(tǒng)測試
7.6.2 總檢查測試
參考文獻
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