Page 53 - 当代控制理论及应用技术概论

第二章 飞行器控制研究

平台级飞控系统的可靠性建模与分析方法呼唤综合静态和动态可靠性建模
与分析方法特点的动静态可靠性混合建模与分析方法 . 由分布式计算、通信与传
感环境下的复杂大系统的可靠性建模与分析方法还缺乏研究和实践，等待新的概
念、理论和方法的出现。
5. 软件可靠性

在高可靠容错飞控系统中，软件的可靠性分析、设计与评估验证技术是一
个薄弱环节 . 目前在这类系统中都采用了非相似软件设计来解决软件共态故障的
问题 . 在工程实现中缺少高效的软件可靠性建模方法，缺少可供安全关键性系统

定量分析用的软件可靠性数据库以及高置信度的分析和设计工具和方法。飞控系
统软件的评估验证主要手段仍是基于故障注入方式的大量仿真试验，缺乏完备性。
基于形式化方法的验证与确认技术在实际工程中尚无成功应用。人们对软件可靠
性的认识正在不断深化，但对于软件故障识别和因果关系尚有不少工作要做。

二、航天飞行器控制领域前沿问题与挑战

（一）可靠进入空间的控制前沿问题与挑战
经过 40 多年的不懈努力，我国的运载火箭得到了长足的发展，独立自主地

研制了 14 种不同型号的“长征”系列运载火箭，具备发射近地轨道、太阳同步
轨道、地球同步转移轨道等多种轨道有效载荷的运载能力，入轨精度达到国际先
进水平 . 虽然我国运载火箭已取得举世瞩目的成就，已在世界商用航天发射市场
占有一席之地，并且通过了高密度发射的考核，控制技术得到了充分验证，但是
与国外先进的航天运载技术相比，还存在一些不足：

（1）运载火箭应对故障的能力不足：由非灾难性故障而导致发射任务难以
顺利完成或失败，而这些故障往往可以通过理论方法来克服，需要具备能够采用
诊断和预测的方法进行系统故障的监控、检测、隔离，能够评估系统故障的影响

并为任务调整提供决策支持的能力，对设备的维护和更换提供指导性建议。
（2）火箭发射成本和经济性有待进一步提升：我国运载火箭与国外相比，
入轨精度处于同一个量级甚至更高，但现役运载火箭的价格优势正在逐步丧失，
同时也暴露出运载能力不足、发射准备周期长、任务适应性差的缺点，难以满足
高效率、多样化的航天发射和空间运输需求 .

（3）对任务的适应能力存在不足：火箭对发射零时的要求较高，现有方法

45
45