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天宫一号目标飞行器控制计算机的设计与验证

空间控制技术与应用 2011年第6期37卷 28-33页

作者：刘波林宇彭飞谢琼王国良北京控制工程研究所北京100190

与载人航天一期"轨道舱"相比,载人航天二期天宫一号目标飞行器对控制计算机的功能、性能和环境适应性都提出了更高的要求.依据GNC分系统对控制计算机的功能与可靠度需求,介绍天宫一号目标飞行器控制计算机的容错方案、硬件设计、系统软... 详细信息

与载人航天一期"轨道舱"相比,载人航天二期天宫一号目标飞行器对控制计算机的功能、性能和环境适应性都提出了更高的要求.依据GNC分系统对控制计算机的功能与可靠度需求,介绍天宫一号目标飞行器控制计算机的容错方案、硬件设计、系统软件设计、可靠性分析和试验验证情况,地面验证结果表明:天宫一号目标飞行器控制计算机设计满足GNC分系统的需求.

关键词：天宫一号目标飞行器控制计算机冗余容错

天宫一号目标飞行器GNC分系统容错策略设计

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空间控制技术与应用 2011年第6期37卷 40-46页

作者：蔡彪林宇刘波北京控制工程研究所北京100190

天宫一号目标飞行器是中国研制的新一代专门用于交会对接的大型载人航天器.为保证其长期在轨安全可靠运行,顺利完成与载人飞船的交会对接任务,以及单体飞行和组合体飞行期间的姿态和轨道控制任务,要求GNC分系统设计充分的容错策略.对GN... 详细信息

天宫一号目标飞行器是中国研制的新一代专门用于交会对接的大型载人航天器.为保证其长期在轨安全可靠运行,顺利完成与载人飞船的交会对接任务,以及单体飞行和组合体飞行期间的姿态和轨道控制任务,要求GNC分系统设计充分的容错策略.对GNC分系统软硬件平台进行介绍,对敏感器、执行机构以及控制器的软硬件容错策略进行详述.该策略在实际应用中得到验证,结果表明设计合理,可以有效提高GNC分系统的系统性能和可靠性.

关键词：天宫一号目标飞行器载人飞船 GNC 交会对接容错策略

控制力矩陀螺在天宫一号目标飞行器姿态控制上的应用

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空间控制技术与应用 2011年第6期37卷 52-59页

作者：张志方董文强张锦江何英姿北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术重点实验室北京100190

根据天宫一号目标飞行器的特点及交会对接任务需求,天宫一号目标飞行器选择单框架控制力矩陀螺作为姿态控制执行机构,这是控制力矩陀螺首次在国内航天器上应用.阐述了单框架控制力矩陀螺在天宫一号目标飞行器姿态控制上的应用,主要包括... 详细信息

根据天宫一号目标飞行器的特点及交会对接任务需求,天宫一号目标飞行器选择单框架控制力矩陀螺作为姿态控制执行机构,这是控制力矩陀螺首次在国内航天器上应用.阐述了单框架控制力矩陀螺在天宫一号目标飞行器姿态控制上的应用,主要包括四个方面:构形选择、操纵律设计、角动量卸载、故障诊断与重构.天宫一号目标飞行器控制力矩陀螺系统采用五棱锥构形,其操纵律设计为带零运动的伪逆操纵律,控制力矩陀螺系统具备故障诊断和重构功能.

关键词：天宫一号目标飞行器单框架控制力矩陀螺姿态控制操纵律

空间应用系统天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船交会对接任务

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中国科学院院刊 2012年第1期27卷 99-102页

作者：中国科学院空间应用工程与技术中心（筹）中国科学院空间应用工程与技术中心(筹)

2011年9月和11月我国在酒泉卫星发射中心先后发射了天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船，成功实施了我国载人航天工程交会对接试验，在此次交会对接试验中，中科院承担的空间应用系统主要任务包括：

关键词：中国科学院天宫一号目标飞行器神舟八号飞船空间应用系统

类天宫飞行器轨道衰降过程空气动力特性一体化建模并行优化设计

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载人航天 2020年第4期26卷 418-428页

作者：张子彬李志辉白智勇彭傲平中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所绵阳621000 北京航空航天大学北京前沿创新中心国家计算流力学实验室北京100191

针对天宫一号目标飞行器无控飞行轨道衰降数值预报需要快速确定轨道积分高精度计算模型中的空气动力,在发展基于修正Boettcher/Legge非对称桥函数的天宫一号空气动力特性当地化算法基础上,对当地化算法的运算流程及对应程序代码进行了... 详细信息

针对天宫一号目标飞行器无控飞行轨道衰降数值预报需要快速确定轨道积分高精度计算模型中的空气动力,在发展基于修正Boettcher/Legge非对称桥函数的天宫一号空气动力特性当地化算法基础上,对当地化算法的运算流程及对应程序代码进行了整体分析,根据原程序热点代码集中、数据独立性强及传输需求少等特点,发展了多核处理单元的并行优化方法。引入CUDA架构的GPU设备同时,开展了系统、算法以及语句三个层次的并行优化,设计了GPU内存对齐访问方案,使用数据传输函数,将算法求解部分内循环经过展开与合并,整理为整体移植入核函数的一个循环,利用GPU较强的并行计算能力提升运算效率,对函数、循环、指令等代码语句进行级别优化。使用设计的并行计算方案对类天宫飞行器空气动力特性当地化串行算法程序进行CPU+GPU移植优化,达到了近5倍的并行加速比,且使单次求解中GPU数据传输时间缩减为原来的23%,证实了并行方案和优化设计手段的高效实用性。在类天宫飞行器空气动力特性GPU并行算法程序验证基础上,使用GPU并行程序对天宫飞行器轨道衰降飞行340~120 km过程的气动特性进行了不同迎角、侧滑角等飞行姿态计算分析,提供了大量可供轨道飞行力学数值预报的空气动力计算数据。

关键词：天宫一号目标飞行器空气动力特性当地化桥函数 CPU+GPU 并行移植优化 CUDA架构的GPU 并行计算

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不凡的跨越更非凡的砺炼

航天器工程 2022年第6期31卷 255-257页

作者：李卫不详

2011年10月的某天,酒泉卫星发射中心夜幕下,飞船系统兼目标飞行器系统指挥,以及我们飞船系统总体的几位同事,相约去东风航天城的外环路上散步,等候迎接成功发射不久的天宫一号目标飞行器过境。这或许是在发射场紧张工作之余的消遣,更像... 详细信息

2011年10月的某天,酒泉卫星发射中心夜幕下,飞船系统兼目标飞行器系统指挥,以及我们飞船系统总体的几位同事,相约去东风航天城的外环路上散步,等候迎接成功发射不久的天宫一号目标飞行器过境。这或许是在发射场紧张工作之余的消遣,更像是一次郑重的仪式。只因为没有多少天,神舟八号飞船即要升空与天宫一号目标飞行器相约握手,载人航天工程交会对接关键技术的首发飞行验证即将拉开帷幕。

关键词：天宫一号目标飞行器载人航天工程飞船系统神舟八号飞船交会对接飞行验证东风航天城发射场

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在九霄之上造个“家”——中国空间站

发明与创新（小学生） 2021年第9期 4-13页

作者：本刊综合不详

考考你们,中国空间站的名字叫什么?没错,就是“天宫”。它不同于天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室,是在太空中建的一个“家”。建造“家”可不是一朝一夕的事情,需要时间,还有物力、人力等。而且,在太空中“盖房子”不同于在地... 详细信息

考考你们,中国空间站的名字叫什么?没错,就是“天宫”。它不同于天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室,是在太空中建的一个“家”。建造“家”可不是一朝一夕的事情,需要时间,还有物力、人力等。而且,在太空中“盖房子”不同于在地球上“盖房子”,需要事先把一个个舱体和其他部件都做好,送上天后进行组装,就像“搭积木”一样。

关键词：空间实验室天宫一号目标飞行器空间站其他部件天宫二号太空

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神五飞天二十年

中国国家天文 2023年第10期17卷 36-45页

作者：庞之浩(文\图) 中国空间技术研究院512所中国空间科学学会科普工作委员会

2023年10月15日是我国太空第一人:杨利伟乘神舟五号飞船飞天二十周年纪念日。神舟五号的成功发射和顺利返回,竖起了中国航天的第二个里程碑。一花引来百花开。神五飞天的二十年来,我国载人航天取得了巨大成就。到2023年9月,我国先后研... 详细信息

2023年10月15日是我国太空第一人:杨利伟乘神舟五号飞船飞天二十周年纪念日。神舟五号的成功发射和顺利返回,竖起了中国航天的第二个里程碑。一花引来百花开。神五飞天的二十年来,我国载人航天取得了巨大成就。到2023年9月,我国先后研制、发射了11艘神舟系列载人飞船,把18名、29人次航天员送上了太空,成功率达100%,陆续研制、发射了6艘天舟系列货运飞船、天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室、由3个20吨级的舱段组成的天宫空间站以及一艘新一代载人飞船试验船。

关键词：空间实验室货运飞船载人飞船载人航天天宫一号目标飞行器神舟五号杨利伟中国航天

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对接机构分系统研制

上海航天 2011年第6期28卷 1-6页

作者：陈宝东郑云青邵济明陈萌上海宇航系统工程研究所上海201108

介绍了我国神舟八号飞船和天宫一号目标飞行器对接试验的对接机构分系统的组成、控制时序、设计方案,以及可靠性与安全性。给出了对接机构分系统研制中总体设计、动力学仿真、试验和关键部件研制等关键技术,以及整机特性测试、连接分离... 详细信息

介绍了我国神舟八号飞船和天宫一号目标飞行器对接试验的对接机构分系统的组成、控制时序、设计方案,以及可靠性与安全性。给出了对接机构分系统研制中总体设计、动力学仿真、试验和关键部件研制等关键技术,以及整机特性测试、连接分离试验、热真空对接与分离试验、寿命试验等验证情况。回顾了对接机构分系统的研制过程。

关键词：神舟八号飞船天宫一号目标飞行器对接机构控制时序总体设计动力学仿真试验关键部件试验验证