航天器姿态控制系统工程师岗位招聘考试试卷及答案

航天器姿态控制系统工程师岗位招聘考试试卷及答案一、填空题（共10题，每题1分）1.航天器姿态控制中利用角动量守恒的惯性执行机构是______。2.航天器姿态测量常用的恒星基准传感器是______。3.PID控制律中字母“I”代表______环节。4.轨道坐标系的z轴指向______。5.利用地球磁场与航天器相互作用的执行机构是______。6.航天器三轴稳定中绕纵轴的姿态角是______。7.测量航天器惯性角速度的传感器是______。8.姿态控制分为被动、主动和______控制三类。9.星敏感器姿态确定精度通常达______角秒量级。10.动量轮角动量饱和时常用______卸载。二、单项选择题（共10题，每题2分）1.下列不属于姿态控制执行机构的是（）A.动量轮B.磁力矩器C.太阳帆板D.反作用喷气2.星敏感器姿态确定的基准是（）A.太阳B.恒星C.地球D.月球3.三轴稳定中滚转角对应的绕轴是（）A.纵轴（x轴）B.横轴（y轴）C.竖轴（z轴）D.任意轴4.属于被动姿态控制的是（）A.动量轮控制B.自旋稳定C.磁控D.喷气控制5.陀螺的主要功能是测量航天器的（）A.位置B.姿态角C.角速度D.加速度6.轨道坐标系x轴方向是（）A.地心→航天器B.航天器速度方向C.垂直轨道平面D.北天极方向7.PD控制的作用是（）A.仅消稳态误差B.快速响应+阻尼C.仅快速响应D.仅阻尼8.精度最高的姿态传感器是（）A.太阳敏感器B.星敏感器C.地球敏感器D.陀螺9.反作用喷气属于（）A.惯性执行机构B.推力执行机构C.磁执行机构D.被动执行机构10.半主动姿态控制的特点是（）A.无外部能源B.仅被动执行机构C.结合被动+主动D.完全主动控制三、多项选择题（共10题，每题2分）1.姿态控制执行机构包括（）A.动量轮B.磁力矩器C.反作用喷气D.地球敏感器2.姿态测量传感器包括（）A.星敏感器B.陀螺C.太阳敏感器D.动量轮3.航天器常用坐标系有（）A.地心惯性系B.轨道坐标系C.本体坐标系D.太阳坐标系4.被动姿态控制类型包括（）A.自旋稳定B.重力梯度稳定C.磁稳定D.动量轮控制5.姿态控制律设计方法包括（）A.PID控制B.最优控制C.鲁棒控制D.模糊控制6.磁力矩器的作用是（）A.姿态控制B.动量轮卸载C.位置控制D.角速度测量7.星敏感器组成部分包括（）A.光学系统B.探测器C.星图处理器D.动量轮8.三轴稳定的优点是（）A.精度高B.可快速机动C.无燃料消耗D.重量轻9.姿态角描述方法包括（）A.欧拉角B.四元数C.方向余弦矩阵D.轨道角10.反作用喷气的特点是（）A.响应快B.推力大C.有燃料消耗D.精度高四、判断题（共10题，每题2分）1.星敏感器可在地球阴影区工作。（）2.动量轮系统总角动量守恒。（）3.陀螺仅能测量角速度，不能测姿态角。（）4.重力梯度稳定属于主动控制。（）5.太阳敏感器可测对太阳的姿态角。（）6.轨道坐标系z轴指向地心。（）7.反作用喷气属于惯性执行机构。（）8.半主动控制无需外部能源。（）9.星敏感器精度比地球敏感器高。（）10.姿态控制无需考虑角速度。（）五、简答题（共4题，每题5分）1.简述航天器姿态控制的主要任务。2.比较被动与主动姿态控制的区别。3.简述星敏感器的工作原理。4.说明动量轮卸载的必要性及常用方法。六、讨论题（共2题，每题5分）1.分析低轨道航天器姿态控制的主要干扰及应对策略。2.讨论四元数在姿态描述中的优势及注意问题。一、填空题答案1.动量轮2.星敏感器3.积分4.地心5.磁力矩器6.滚转角7.陀螺8.半主动9.0.110.磁卸载二、单项选择题答案1.C2.B3.A4.B5.C6.B7.B8.B9.B10.C三、多项选择题答案1.ABC2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABCD6.AB7.ABC8.AB9.ABC10.ABC四、判断题答案1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.×8.×9.√10.×五、简答题答案1.核心任务是使航天器保持期望姿态或按预定机动：①满足载荷指向（如遥感对地、通信天线指向）；②实现姿态机动（轨道转移、星座部署）；③抑制干扰力矩（重力梯度、气动力）；④配合轨道控制完成任务。2.被动控制依赖自然力矩（重力梯度、自旋），无外部能源，精度低（<1°）、无法机动；主动控制依赖人工执行机构（动量轮、喷气），需能源，精度高（0.01°）、可机动。被动适用于低精度任务，主动适用于高精度机动任务。3.光学系统采集恒星图像，探测器转电信号，星图处理器识别恒星并与星库对比，计算位置；结合坐标系转换，确定航天器相对于惯性系的姿态角（欧拉角/四元数），精度达0.1角秒。4.必要性：动量轮积累角动量饱和后无法提供控制力矩。常用方法：①磁卸载（磁力矩器抵消角动量，无燃料）；②喷气卸载（推力平衡，有燃料）；③重力梯度卸载（效率低）。磁卸载是长期任务主流。六、讨论题答案1.低轨道干扰：①重力梯度力矩（高度低则大）；②大气阻力矩（密度大）；③磁力矩（磁场强）。应对：①主动控制（动量轮+磁力矩器），动量轮消高频干扰，磁力矩器卸载；②优化结构减小质心压心偏差；③鲁棒控制律适应干扰；