火箭控制系统架构

航天工程
2015-12-14
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 运载火箭是一种可控火箭,控制系统是组成运载火箭的主要分系统之一。运载火箭的控制系统由箭上系统和地面系统两部分组成,其中箭上系统叫飞行控制系统,地面系统称测试发射控制系统。

 地面的测试发射控制系统的任务是检查测试飞行控制系统和其他电气设备的性能和参数;给运载火箭装订飞行程序和数据;进行精确方位瞄准;在运载火箭经检查测试合格、符合技术要求之后,实施发射点火控制。

 箭上的飞行控制系统则用来控制运载火箭飞行中的飞行状态。运载火箭在飞行中,其飞行状态可以分解为两种运动:一是火箭质心的运动,二是火箭绕质心的转动。飞行控制系统的任务就是控制火箭这两种运动状态符合设计所规定的要求。火箭在实际飞行中,常受到来自运载火箭本身和外部环境的各种干扰力和干扰力矩的影响而偏离预定的飞行状态。来自火箭本身的有:由于箭体结构制造偏差造成结构不对称、结构轴线偏移和质心偏移,发动机制造和安装偏差造成的推力轴线偏斜,多台发动机工作不同步,液体推进剂在贮箱内晃动,控制设备制造误差等引发的干扰力和干扰力矩。来自外部环境的干扰和干扰力矩主要是风的影响。

 飞行控制系统的功能是:

①控制运载火箭的质心在设计的轨道平面内按预定的轨道飞行,并根据设计的飞行位移和飞行速度及时关闭发动机,保证运载火箭人轨精度;

②克服种种干扰的影响,控制运载火箭绕质心运动的姿态角(俯仰角、偏航角、滚转角)偏差在允许的范围内,使火箭保持稳定飞行;

③对箭上设备供、配电和对各种自动装置实施预定飞行时序的配电控制;

④传输和处理箭上其他系统的工作信息和控制其状态变化。




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