高可靠运载火箭控制系统设计

第1章 概述1.1 国外运载火箭控制技术的发展1.1.1 美国1.1.2 欧洲1.1.3 其他国家1.2 我国运载火箭控制技术的发展参考文献第2章 运载火箭飞行控制系统的设计2.1 控制系统设计的基本流程2.2 控制系统方案论证与设计的重点内容2.3 飞行控制系统的综合集成与实现2.3.1 系统设计的迭代过程2.3.2 传统设计方法2.3.3 软硬件协同设计方法2.4 控制系统的组成2.4.1 制导系统2.4.2 姿态控制系统2.4.3 时序控制系统2.4.4 电源配电系统2.5 控制系统的工作过程参考文献第3章 制导系统设计3.1 常用坐标系和坐标转换3.1.1 常用坐标系3.1.2 常用坐标系之间的转换3.2 惯性导航技术3.2.1 惯性导航器件及其工作原理3.2.2 初始对准设计3.2.3 箭体姿态计算和导航方程3.3 组合导航技术3.3.1 辅助导航系统3.3.2 惯性/卫星组合导航工作原理3.3.3 滤波器设计3.4 制导方法3.4.1 制导方法概述3.4.2 摄动制导方法3.4.3 迭代制导方法3.5 入轨精度计算3.5.1 轨道根数的计算3.5.2 系统干扰和误差项3.5.3 蒙特卡洛模拟打靶方法3.5.4 制导误差计算方法参考文献第4章 姿态控制系统设计4.1 箭体姿态运动方程4.1.1 箭体刚体运动方程4.1.2 箭体晃动运动方程4.1.3 箭体弹性运动方程4.1.4 箭体姿态运动方程4.2 姿态控制系统设计4.2.1 控制方案4.2.2 箭体刚体稳定方法4.2.3 箭体晃动运动稳定方法4.2.4 箭体弹性运动稳定方法4.2.5 系统静态增益设计方法4.3 校正网络形式和参数选择4.3.1 常用的网络形式4.3.2 低频段网络形式选取4.3.3 高频段网络形式选取4.3.4 网络参数设计形式选取4.4 制导系统对姿控系统的影响分析参考文献第5章 飞行软件设计与测试5.1 飞行软件的组成及功能5.2 飞行软件的开发流程5.2.1 软件工程化5.2.2 软件开发模型5.3 飞行软件开发示例——飞行控制软件5.3.1 基本功能分析5.3.2 软件初步危险分析及软件等级确定5.3.3 软件的FTA5.3.4 软件的FMEA5.3.5 软件开发小结5.4 嵌入式实时操作系统5.4.1 操作系统使用性分析5.4.2 操作系统功能分析与应用5.4.3 小结5.5 飞行软件的测试5.5.1 白盒测试5.5.2 黑盒测试参考文献第6章 可靠性设计与分析6.1 可靠性设计技术简介6.1.1 故障检测和隔离技术6.1.2 冗余技术6.1.3 冗余设计在飞行控制系统中的应用6.2 制导系统的可靠性设计6.2.1 惯性测量信息的冗余设计6.2.2 其他可靠性设计措施6.3 姿态控制系统的可靠性设计6.3.1 姿控控制小回路的冗余设计6.3.2 角速率测量信号的冗余设计6.3.3 其他可靠性设计措施6.4 时序控制系统的可靠性设计6.4.1 多数表决电路6.4.2 初始状态的控制与检查6.4.3 中止关机的冗余处理6.4.4 分离控制6.5 电源及供配电系统的可靠性设计6.5.1 一次电源的冗余设计6.5.2 二次电源的冗余设计6.5.3 供配电的可靠性设计6.6 主要控制系统配套产品的可靠性设计6.6.1 总线系统的可靠性设计6.6.2 计算机/控制器的可靠性设计6.6.3 伺服控制子系统的冗余设计6.7 飞行控制软件可靠性设计6.7.1 与软件结构相关的可靠性技术6.7.2 与多机冗余相关的可靠性技术6.7.3 与接口相关的可靠性技术6.7.4 其他可靠性设计注意事项6.8 其他可靠性设计措施6.8.1 并联/串并联/并串联设计的风险及其可测试性设计6.8.2 系统中屏蔽与接地的处理6.8.3 接口电路的隔离与验证6.9 可靠性分析6.9.1 FMEA6.9.2 FTA6.9.3 分析示例参考文献第7章 地面测试与发射控制技术7.1 测发控系统组成、功能及工作流程7.1.1 发射控制7.1.2 测试7.2 前端测发控系统7.2.1 基于标准总线的测试系统7.2.2 逻辑控制/指令电路设计7.2.3 供配电功能设计7.2.4 点火及紧急关机控制7.2.5 前后端网络通信7.3 后端测发控系统7.3.1 发控台7.3.2 B码控制组合7.3.3 计算机的功能分配7.4 地面测发控系统软件7.5 地面测发控系统的可靠性设计7.5.1 VXI/PXI与PLC的冗余控制7.5.2 双采集测量系统7.5.3 点火及紧急关机控制功能7.5.4 前后端网络通信系统7.5.5 地面供电设计7.5.6 应急控制功能7.5.7 主控计算机的冗余设计7.5.8 B码终端的冗余设计7.6 系统级试验7.6.1 分系统测试7.6.2 总检查测试参考文献