2025年大学（航空航天工程）航天器控制原理测试题及答案

2025年大学（航空航天工程）航天器控制原理测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.航天器姿态控制系统中，以下哪种传感器常用于测量航天器的角速度？（）A.加速度计B.陀螺仪C.星敏感器D.太阳敏感器2.反馈控制系统的基本组成部分不包括（）A.控制器B.执行机构C.传感器D.电源3.航天器姿态控制中，采用哪种控制律可以有效抑制外界干扰和内部不确定性？（）A.比例控制律B.积分控制律C.自适应控制律D.微分控制律4.以下哪种姿态表示方法在航天器控制中最为常用？（）A.欧拉角B.四元数C.方向余弦矩阵D.罗德里格斯参数5.航天器姿态控制系统的带宽主要取决于（）A.控制器的增益B.传感器的精度C.执行机构的响应速度D.以上都是6.在航天器轨道控制中，常用的轨道机动方式不包括（）A.霍曼转移B.共面转移C.异面转移D.定点转移7.航天器姿态稳定的方式有多种，其中通过控制航天器的姿态使其保持在一个固定的姿态上的是（）A.被动稳定B.主动稳定C.半主动稳定D.不确定8.对于航天器的轨道控制，以下说法正确的是（）A.轨道控制只需要考虑地球引力B.轨道控制不需要考虑航天器的质量C.轨道控制需要精确计算航天器的受力情况D.轨道控制只关注轨道的高度9.航天器姿态控制系统的可靠性设计中，常用的冗余技术不包括（）A.硬件冗余B.软件冗余C.信息冗余D.人员冗余10.在航天器控制中，以下哪种干扰对姿态控制影响较大？（）A.地球磁场干扰B.太阳辐射压力干扰C.大气阻力干扰D.以上都是II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述航天器姿态控制系统的基本组成和工作原理。12.（15分）阐述反馈控制在航天器姿态控制中的作用及实现过程。13.（15分）某航天器在轨道上运行，受到一定的干扰力，已知干扰力的大小和方向随时间变化。请设计一种控制策略来减小干扰对航天器轨道的影响。14.（15分）材料：随着航天技术的发展，航天器的功能越来越复杂，对姿态控制的精度要求也越来越高。在某新型航天器的设计中，采用了先进的姿态控制算法。问题：结合材料，分析高精度姿态控制对航天器的重要性，并说明先进姿态控制算法在实现高精度控制中的作用。15.（15分）材料：在航天器的实际运行中，会面临各种复杂的环境因素，如空间辐射、微流星体撞击等。这些因素会对航天器的控制系统产生影响。问题：针对材料中提到的环境因素，阐述它们可能对航天器控制造成的具体影响，并提出相应的应对措施。答案：1.B2.D3.C4.B5.D6.D7.B8.C9.D10.D11.基本组成：包括传感器（如陀螺仪、加速度计、星敏感器等）用于测量姿态信息；控制器根据测量信息进行计算和决策；执行机构（如喷气发动机、飞轮等）根据控制器指令改变航天器姿态。工作原理：传感器实时监测航天器姿态，将数据传至控制器，控制器依据预设控制律算出控制指令，驱动执行机构调整姿态，形成闭环控制以保持或改变姿态。12.作用：通过反馈测量输出与期望输出比较，利用偏差产生控制作用，使系统输出趋近期望，提高姿态控制精度、抑制干扰。实现过程：传感器测量姿态，反馈至控制器与设定值比较得偏差，控制器依控制律计算控制量，驱动执行机构调整姿态，不断循环此过程实现精确姿态控制。13.可采用自适应控制策略。首先建立航天器轨道动力学模型，实时监测轨道参数变化。根据干扰力情况，自适应调整控制参数，如调整发动机推力大小和方向。通过不断优化控制指令，使航天器能更好地抵抗干扰，保持稳定轨道。14.高精度姿态控制对航天器至关重要。它能确保航天器上各种仪器设备准确指向目标，如天文观测设备对准观测对象、通信天线对准地面基站等，保障科学探测、通信等任务顺利进行。先进姿态控制算法可更精确计算控制量，快速响应姿态变化，有效克服干扰，从而实现高精度姿态控制，提升航天器性能。15.空间辐射可能导致电子元件性能下降甚至损坏，影响传感器和控制器的正常工作；微流星体