新一代大型运载火箭控制系统全数字动态重构技术

杨岫婷，苏 磊，权 赫，张嗣锋，李学锋

（北京航天自动控制研究所，北京，100854）

0 引 言

运载火箭飞行控制系统通常采用硬件冗余来提高系统的可靠性。文献[1]指出以长征二号、长征三号为代表的中国老一代运载火箭，控制系统采用硬件冗余及故障吸收式容错设计。这种方式是以冗余资源为代价换取可靠性，往往增加了硬件成本和系统的复杂性。对于新一代大型运载火箭，控制系统飞行可靠性指标0.998，是目前中国运载火箭中可靠性指标要求最高的。单以冗余设计提高的可靠性是有限的，必须结合重构控制技术提高系统容错能力，从而提高系统可靠性。

重构控制是由传统余度控制理论发展而来。区别于传统余度控制，重构控制是一种主动容错控制技术，即针对系统中的冗余结构，利用部件的冗余特性，通过设计控制算法或策略，来提高系统的容错能力[2]。将控制策略与硬件冗余进行有机结合，可在不增加系统成本和复杂度基础上，使得提高系统可靠性成为可能。

新一代大型运载火箭飞行控制系统采用了全新的“双通道总线+三冗余”智能终端的全数字分布式系统架构[3]，实现了从模拟控制向数字式控制的跨越，同时也为实现系统重构提供平台和条件。本文的研究目标即针对新一代大型运载火箭的冗余架构开展动态重构技术研究，提出有效的重构策略。

1 运载火箭控制系统冗余架构现状

1.1 国外现状

国外主流运载火箭普遍采用总线技术，并通过硬件冗余提高系统可靠性。……