基于FPGA和SSPC的智能配电系统设计与实现

航天及航空领域智能配电技术发展迅速。配电系统是航天及航空飞行器的重要分系统,其性能的优劣直接影响到飞行任务的成败,为了提高配电系统的可靠性和灵活性,提出了基于FPGA和SSPC的智能配电系统设计,从航天及航空飞行器智能配电技术的发展现状出发,具体阐述了该系统总体方案的设计思路及关键技术,同时分析了采用FPGA、SSPC和总线通信带来的控制灵活、易于实现故障隔离和系统重构、可靠性高以及系统重量轻等诸多优点。该系统已开展了相关的试验验证,试验结果表明该系统稳定可靠,具有广泛的应用前景。     

新型航天器电气综合一体化架构研究

随着电子技术的发展,电子元器件的体积越来越小,处理器的运算能力越来越强,存储器的容量越来越大,总线的传输速率越来越高,电子设备的集成度越来越高,成本越来越低。在这样的背景下,航天器电气综合系统设计理念也在与时俱进,为降低电气系统体积重量和功耗,以提高航天器的任务能力,同时为加快研制进度,降低研制成本,迫切需要开展新型航天器电气综合一体化架构研究,这篇文章主要对比国外航空航天领域飞行器先进电气综合系统架构,分析了目前国内航天器电气系统综合设计中存在的缺陷和弊端,结合我国未来新型航天器对电气综合系统的需求,提出了我国新一代航天器电气综合系统一体化设计的基本原则,并对系统软硬件体系架构及具体的功能实现方式进行了初步的设想。     

基于固态功率控制器的器载配电器的BIT设计技术研究[BT)]

航空航天飞行器发展迅速,用电设备数量增多,飞行任务复杂性增大,对飞行器配电系统的智能程度以及可靠性提出更高要求。配电器是配电系统的核心设备,为飞行器所有用电负载设备分配电能,其性能的优劣直接影响到飞行任务的成败,BIT（Built-In Test）技术是一种能够显著改善系统或设备测试性能和诊断能力的重要手段。研究了以固态功率控制器为核心器件的配电系统总体方案,对固态功率控制器的故障模式与测试方法进行了分析,给出了测试点设计和优选方法,通过故障诊断能力计算结果表明BIT设计技术可提高配电系统的可靠性和智能化程度。     

复杂航天器电气系统潜通路分析技术研究

针对复杂航天器电气系统功能接口复杂、信号类型众多的特点,系统分析了导致潜通路存在的接口冗余、时序逻辑复杂、接地类型多等客观原因。明确了复杂航天器电气系统潜通路分析工作流程,并简要论述了潜通路分析的准备工作中的单机电气接口数据收集、电路原理图设计与简化的方法和要点,结合潜通路仿真建模分析及优化方法,总结了复杂航天器电气系统潜通路故障定位的潜在路径搜索与分析、识别与验证的步骤。提出了复杂航天器电气系统预防潜通路的电气接口信号类型简单化、电气接口隔离、信号流向单一化、接地设计提前规划四项设计原则,并针对某航天器匹配测试阶段发现的潜通路问题的原因及改进措施进行了分析。     

基于矢量控制的电动伺服控制系统设计

目前在航空航天领域,电动伺服系统被越来越多的用于火箭的矢量推进控制、飞机导弹的舵面控制、飞机的转弯刹车控制等。电动伺服系统作为飞行器控制系统的关键子系统,其性能直接影响着飞行器的机动性能,一般要求超调小、响应快、抗负载干扰能力强、实时性好等。本文的研究对象是一套航天电动伺服控制系统,即航天电动伺服系统的驱动控制部分,主要从软件控制策略和硬件组成设计方面介绍了该电动伺服控制系统的设计思想及其优越性。     

基于H∞滤波技术的传递对准方法

从实际应用的角度出发,提出利用跟踪微分滤波器抑制机翼挠曲变形产生的影响,通过杆臂效应补偿消除干扰加速度,用延时补偿算法减少由数据传输延迟造成的量测信息误差。在此基础之上,采用"速度 姿态"匹配方案,研究了基于H_∞滤波估计的快速传递对准方法。大量数值仿真、静态试验、动态跑车试验表明,这些方法有收敛速度较快、精度较高的特点,并具有较强的抗干扰能力。试验也验证了传递对准方法的有效、可行,能满足控制系统对导航信息的精度要求。     

反作用控制系统电磁阀PWM控制技术研究

针对反作用控制系统（Reaction Control System,RCS）快速响应电磁阀频繁工作的特性,从节能控制的角度出发,设计了一种基于脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术的电磁阀控制驱动方案。建立电磁阀电路模型,通过仿真计算,确定了PWM频率及占空比对电磁阀线圈电流的影响,为电磁阀驱动电路参数的选取提供依据。搭建RCS电磁阀电流测试平台,设定PWM占空比为50%,试验结果表明：流经电磁阀的保持电流仅为开启电流的1/2,既能保证电磁阀正常开启,又避免了电磁阀处于高负载工作状态,有效地验证了该节能控制方案的正确性。     

一种适用于飞行器航电综合的故障检测和重构方法

鉴于特殊的飞行任务需求,某型号航电综合单一的故障逻辑难以满足多元故障状态下自主重构需求,降低了系统容错性。为解决航电综合多元故障模式难以量化表征影响故障重构的工程难题,创新的提出了一种适用于航电综合的故障检测和重构方法,基于决策表数据挖掘技术的航电综合故障预测流程和多源信息故障检测技术确保常规故障检测率大于98%,航电系统重构状态的量化表征分类方式确保了系统快速重构设计,本文提出的故障检测和重构方法极大地提高航电综合系统的故障检测率与容错能力。     

基于力同步控制的双缸力加载系统控制策略

针对液压加载系统中双缸力同步控制需求,设计了并联控制方案。分别采用减压阀和伺服阀作为主要控制元件,建立双缸力同步控制系统数学模型。通过调节相应的液压参数和控制参数,采用Simulink对两类控制元件下的模型进行仿真研究。仿真结果表明,并联控制可以有效实现双液压缸的力同步加载,理论上当使用减压阀作为控制元件宜采用纯积分控制策略,当使用伺服阀作为控制元件宜采用PD控制策略,均可得到较优控制效果,为实际工程项目双缸加载试验提供理论指导。     

复杂飞行器电气系统抗干扰设计技术研究

结合现代飞行器因其功能复杂,设备种类和数量众多,电气系统规模庞大,设备间连接关系复杂,接口信号类型多的特点,针对其较高的抗干扰性能和可靠性要求,系统分析了复杂飞行器电气系统辐射、电源串扰、浪涌串扰等干扰源类型、特性及影响。针对影响电路的传导、辐射、差模、共模干扰四种干扰模式,提出了可以从源头抑制提高复杂飞行器电气系统抗干扰性能的四个方面的设计方法和注意事项,分别是接地设计、屏蔽设计、隔离设计和滤波设计。最后,结合典型案例,分析了某飞行器电气系统因设计缺陷存在地信号干扰问题,通过增加隔离措施解决了该干扰问题,并通过了试验验证。