航空航天航天科技集团航天工程师实习生实习报告

航空航天航天科技集团航天工程师实习生实习报告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在航空航天科技集团担任航天工程师实习生，参与“天问二号”火星探测器轨道控制分系统仿真测试工作。通过建立三维动力学模型，完成12组不同初始条件的轨道修正发动机推力仿真，验证了±5%推力偏差下轨道偏差小于0.05公里，将理论误差降低37%。应用MATLAB编写了4个自动生成测试用例的脚本，累计生成并验证156个工况数据，优化了测试效率。掌握并实践了基于Simulink的控制系统参数优化方法，该方法可应用于后续小型卫星姿态控制系统的快速验证。

二、实习内容及过程

2023年7月1日至8月31日，我在航空航天科技集团实习，主要参与“天问二号”火星探测器轨道控制分系统的仿真测试工作。

1.实习目的

想了解实际航天项目中的轨道动力学仿真流程，学习如何把学校学的理论用到工程实践中。

2.实习单位简介

这家集团在火星探测领域有十几年经验，主导过多个深空探测任务，技术积累挺厚。我所在的部门专门做探测器制导导航与控制分系统。

3.实习内容与过程

开头先熟悉项目背景，导师给我发了份《火星探测轨道设计技术手册》，里面详细列了霍曼转移轨道和引力弹道轨道的计算方法。

第二周开始接触软件，主要是Simulink和MATLAB。导师让我负责建立轨道修正发动机的动力学模型，需要考虑太阳引力摄动、火星自转等因素。我花了5天时间把模型搭起来，期间发现教材上简化模型跟实际差异有点大，比如没有完全考虑太阳光压的影响。

我把模型参数调整了3版，最后跟实际飞行器的偏差控制在0.05公里以内。这个精度要求挺高的，学校实验里通常用不了这么严格的标准。

7月20号开始做仿真测试，需要生成大量测试用例。手动写太慢，我学了Python脚本自动生成工况，写了4个脚本，能一次性生成100组不同的初始速度和推力参数。测试结果导出Excel后，我用MATLAB做了数据拟合，发现轨道偏差跟发动机推力误差成正比关系，误差每增加1%，偏差大概增加0.5公里。

8月份参与了系统级联调，跟热控、电源工程师对接接口参数。有一次算出来太阳帆板温度超限，后来发现是我在模型里忽略了对日定向误差，修正后温度降回正常范围。

4.实习成果与收获

完成了12组不同工况的轨道修正仿真，数据误差比最初降低37%。写了4个测试用例生成脚本，效率提升明显。最大的收获是学会怎么用仿真验证理论模型，还有处理复杂系统参数的方法。导师说做航天工程不能光会算，得会跟不同专业的人沟通，这点我以前没太注意。

5.问题与建议

遇到的困难主要是初期对项目背景不熟，有些术语不懂，比如“轨道根数”和“状态向量”刚开始分不清。还有一次用Simulink做模型时，积分器参数调不好导致仿真结果爆炸，后来才知道要设置合适的绝对误差容限。

解决方法是先看项目文档，再请教导师和师兄，后来整理了份术语表。但我觉得公司培训机制可以再完善，比如新人入职没有专门的技术培训，全靠自学。建议可以组织每周的技术分享会，让刚来的学生少走弯路。

现在觉得岗位匹配度上有点问题，我主要负责仿真，但实际飞行器测试更依赖地面测控设备，希望后续能接触更多硬件相关的知识。改进建议是可以增加些跨部门轮岗的机会，比如一周跟着测控工程师看看数据。

三、总结与体会

8周的实习像坐了个加速器，让我把书上的轨道力学和飞行控制理论跟实际项目对上了号。7月1号刚去的时候，连“轨道根数”和“状态向量”都分不清，后来通过搭建“天问二号”轨道修正发动机的动力学模型，手动调试参数跑了12组仿真工况，最终把轨道偏差从理论计算的0.2公里降到了0.05公里以内，这个0.15公里的改进虽然看起来不大，但导师说这就是工程实践跟理论的区别，需要考虑各种摄动因素。

最有成就感的是用Python脚本自动生成测试用例，156个工况数据跑完只花了不到1小时，比手动测试快了至少3倍。这让我意识到做航天工程光会算不算完，还得懂怎么提高效率，比如学用MATLAB的优化工具箱能省不少事儿。这段经历直接让我改了职业规划，以前想当研究员，现在更想去企业做系统工程，毕竟实际项目里需求方和供应商的博弈、技术路线的取舍才是真本事。

看着Simulink里模拟的火星探测器轨迹一点点逼近目标，突然觉得学校里那些公式和模型一下子变得特别有血有肉。以前觉得深空探测离自己好远，现在知道每个参数后面都可能关系到几亿甚至几十亿的投资，这种责任感确实不一样了。8月25号那天晚上，为了调试一个光压模型的误差，我连续熬了两个通宵，结果发现是初始质量估计多了5%，这让我明白航天人抗压能力有多重要。

现在看招聘要求直接多出好几条：MATLAB自动测试、Simulink建模、轨道动力学仿真。打算下学期直接报航天器设计方向的课程，顺便考个PMP证书，毕竟导师说做项目管理跟做技术一样重要。行业里现在都在搞小型化、低成本卫星，像“天问二号”那种大型任务越来越少，但技术壁垒肯定更高，如果真想干这行，除了基础扎实，还得懂点人工智能和大数据，不然以后可能连仿真数据都分析不过来。

四、致谢

8月份结束实习的时候，感觉收获挺多的。

1.想谢谢那个带我的导师，7月10号刚开始问“轨道摄动”怎么算的时候，他没直接给我答案，而是让我先画个受力分析图，最后才点醒我考虑太阳光压的影响。还有次我Simulink模型积分器参数调到爆炸，是他建议我查《现代控制理论基础》里关于数值积分收敛性的那章。

2.感谢部门里那几个帮过我忙的同事，记得7月18号我算完12组仿真数据后，有个师兄教了我怎么用Python统计模块自动画误差分布图，效率确实高。还有次去测试中心看设备，他们给我看了实际测控软件的操作界面，说起来比学校模拟的好懂多了。

3.学校那位