太空飛行器控制系統工作時間長，精度要求高，環境特殊，並受重量和能量消耗等條件的限制，在系統結構上與運載火箭的控制系統有較大差別。太空飛行器控制系統的元部件，除慣性器件、噴氣執行機構、中間線路、控制計算機外，還有太陽敏感器、地球敏感器、恆星敏感器等光學敏感器以及能長期工作的低推力推進器、角動量存貯裝置等。
基本介紹
- 中文名：太空飛行器控制系統
- 外文名：Spacecraft control system
英文表述,發展歷史,主要特點,
英文表述
太空飛行器控制系統 spacecraft control system
發展歷史
控制太空飛行器軌道和姿態的整套設備。太空飛行器控制包括姿態控制（見太空飛行器姿態控制）和軌道控制（見太空飛行器軌道控制）。早期的人造地球衛星大多採用自旋穩定和重力梯度穩定的被動姿態控制方法。後來逐步演變到採用既有姿態控制能力又有軌道控制能力的主動控制系統。三軸姿態控制系統已在對地觀測衛星、通信衛星、載人飛船和太空梭上成功地套用。阿波羅號飛船登月飛行和太空飛行器之間的交會和對接成功表明太空飛行器的控制技術進入了新階段。
主要特點
太空飛行器是一個有交叉耦合的多自由度（即多個狀態變數）的系統，各種測量值和系統狀態又是間接相關的，在系統和測量中存在各種干擾因素。為了解決這些複雜的控制問題，從50年代開始，逐漸建立起一套比較完整的現代控制理論，包括多變數控制、統計濾波、最優控制和隨機控制等，從而使太空飛行器控制系統的設計有了理論依據。太空梭在軌道上釋放、回收和修理衛星需要各種機械臂或機器人參加工作。這些裝置由航天員操縱，它們自身也都配有相應的控制系統和視覺與力覺反饋系統。航天員在艙外活動時乘坐的機動飛行裝置也有一個控制系統，航天員可通過手控噴氣推進器來實現空間機動。
未來的航天站將由太空梭運送各種模組組裝而成，有許多設備需要進行控制。航天站上各種撓性體的穩定、站上各種觀測儀器的定向控制以及太空梭與航天站停靠引起的擾動力矩等，要求航天站有一個多級的和分散式的控制系統。航天站的系統結構和控制可以在軌道上經常改變，因此它的控制系統必須具有自適應的能力。航天站在釋放和回收太空飛行器時，這些太空飛行器的控制必須與航天站的控制互相協調，使航天站受到的擾動最小。
在星際航行中，將要求太空飛行器具有更強的自主性（即不依賴於地面）、更高精度和自動維修能力的控制系統。
