法治日報(bào)全媒體記者 廉穎婷 通訊員 陳葆娟

5月7日，中國新一代中型運(yùn)載火箭長征六號丙在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功點(diǎn)火升空，首飛任務(wù)取得圓滿成功，標(biāo)志著自適應(yīng)增廣控制技術(shù)在國內(nèi)運(yùn)載火箭首次成功應(yīng)用，開啟新一代運(yùn)載火箭“智駕”新模式。

從自動到自主系統(tǒng)更強(qiáng)大

控制系統(tǒng)作為運(yùn)載火箭的“大腦”和“神經(jīng)中樞”，在火箭飛行過程中起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的火箭控制系統(tǒng)通常采用預(yù)先設(shè)定的固定控制參數(shù)，這些參數(shù)在火箭設(shè)計(jì)階段根據(jù)預(yù)期的飛行環(huán)境、性能要求、載荷特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定。起飛后，火箭按照預(yù)先裝訂好的飛行程序，在特定場景下進(jìn)行“自動駕駛”，將載荷送往預(yù)定軌道。

但在實(shí)際飛行過程中會遇到很多不可預(yù)測的情況，如氣象條件的變化，特別是高空風(fēng)的變幻莫測，還有火箭結(jié)構(gòu)的微小偏差等，這些都可能影響到火箭的飛行性能。航天科技集團(tuán)八院控制所的長六丙控制系統(tǒng)研制團(tuán)隊(duì)將自適應(yīng)增廣控制技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)載火箭，正是為了解決這一問題。

作為一種先進(jìn)的控制策略，自適應(yīng)增廣控制技術(shù)結(jié)合了自適應(yīng)控制和增廣控制的思想，不僅能夠根據(jù)外界環(huán)境變化和系統(tǒng)的不確定性自主調(diào)整控制參數(shù)，使系統(tǒng)始終保持最佳運(yùn)行狀態(tài)，還能通過引入附加控制變量來擴(kuò)展系統(tǒng)的控制能力。這也是長六丙采用數(shù)字化仿真、取消整箭模態(tài)試驗(yàn)，從而能夠大幅縮短研制周期的關(guān)鍵所在。

自適應(yīng)增廣控制技術(shù)作為長六丙“智駕”系統(tǒng)的秘密武器，具備強(qiáng)大的感知和分析處理能力。面對外界強(qiáng)干擾造成的軌道偏離，能夠緊打方向，回到原“車道”繼續(xù)行駛；面對自身原因造成的抖動，能夠穩(wěn)住“方向盤”，平穩(wěn)過渡，大大提高了自身的自主性和可靠性，同時(shí)也大幅減少了發(fā)射前的人工準(zhǔn)備工作。

以不變應(yīng)萬變火箭更百搭

作為長征家族的新成員，長六丙肩負(fù)著提高發(fā)射效率、降低成本、并具備執(zhí)行多種軌道發(fā)射任務(wù)的使命，是響應(yīng)市場需求，提升商業(yè)航天發(fā)射能力的重要角色。

為了實(shí)現(xiàn)快速研發(fā)、快速響應(yīng)和降低成本的目標(biāo)，長六丙充分繼承了長征六號及其改進(jìn)型長征六號甲等新一代運(yùn)載火箭的成熟技術(shù)和產(chǎn)品，并且極大優(yōu)化了研制流程。自適應(yīng)增廣控制技術(shù)的應(yīng)用，也讓長六丙能夠在激烈的商業(yè)發(fā)射市場競爭中如虎添翼。

商業(yè)航天的高密度發(fā)射需求，對運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)的適應(yīng)性要求也更高。以前，運(yùn)載火箭作為天地運(yùn)輸工具，“乘客”的重量、體型發(fā)生了變化，會導(dǎo)致火箭在飛行過程中的動態(tài)特性、飛行動力學(xué)特性等發(fā)生變化，需要通過調(diào)整控制參數(shù)來適應(yīng)任務(wù)的變化，并經(jīng)大量地面試驗(yàn)驗(yàn)證控制策略的準(zhǔn)確性。

自適應(yīng)增廣控制技術(shù)則可根據(jù)載荷變化動態(tài)調(diào)整控制參數(shù)，優(yōu)化火箭的動態(tài)性能，并以自身極強(qiáng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性，以不變應(yīng)萬變，為長六丙提供強(qiáng)大的載荷適應(yīng)性，不管“拼車”，還是“專車”，都能做到快速“發(fā)車”，更加契合商業(yè)航天發(fā)射的靈活性和便捷性。