立式鑽床
[拼音]:hangtianqi kongzhi xitong
[英文]:spacecraft control system
控制航天器軌道和姿態的整套裝置。航天器控制包括姿態控制(見航天器姿態控制)和軌道控制(見航天器軌道控制)。早期的人造地球衛星大多采用自旋穩定(見人造衛星自旋穩定)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控制系統。姿態控制已由被動控制發展為半主動控制和主動控制。三軸姿態控制(見航天器三軸姿態控制)已經在對地觀測衛星、通訊衛星、載人飛船和太空梭上成功地得到了應用。“阿波羅”號飛船登月飛行和航天器之間的交會和對接成功表明航天器的控制技術進入了新階段。
航天器控制系統工作時間長、精度要求高、環境特殊,並且受到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的差別。航天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、各種長期工作的低推力推進器、角動量存貯裝置(見航天器姿態控制執行機構)。
航天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,從而使航天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蔘加工作。這些裝置雖然由航天員操縱,但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載人機動裝置也有一個控制系統,航天員可以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,有許多裝置需要進行控制。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載人的或不載人的航天器時,這些航天器的控制必須與航天站的控制互相協調,使這些活動不致對航天站產生擾動。
在星際航行中,將要求航天器具有自主性(即不依賴於地面裝置)更強、精度更高,並具有自動維修能力的控制系統。