2025年大學(xué)（航空航天工程）航天器姿態(tài)控制測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）請將答案填寫在每題后面的括號內(nèi)。每題只有一個正確答案，每題3分，共10題。1.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)中，用于測量航天器姿態(tài)的傳感器是（）A.陀螺儀B.加速度計C.太陽敏感器D.星敏感器2.姿態(tài)控制力矩的產(chǎn)生方式不包括以下哪種（）A.噴氣控制B.飛輪控制C.重力梯度控制D.溫度控制3.以下哪種姿態(tài)表示方法在航天器姿態(tài)控制中最為常用（）A.歐拉角B.四元數(shù)C.方向余弦矩陣D.羅德里格斯參數(shù)4.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的核心任務(wù)是（）A.保持航天器的穩(wěn)定姿態(tài)B.改變航天器的軌道C.控制航天器的速度D.監(jiān)測航天器的狀態(tài)5.姿態(tài)控制系統(tǒng)的精度主要取決于（）A.傳感器的精度B.控制算法的優(yōu)劣C.執(zhí)行機構(gòu)的性能D.以上都是6.對于三軸穩(wěn)定的航天器，其姿態(tài)控制通常需要幾個獨立的控制通道（）A.1個B.2個C.3個D.4個7.姿態(tài)控制中的主動控制方式特點是（）A.依靠外部自然力B.自身產(chǎn)生控制力矩C.不需要能源D.控制精度低8.航天器姿態(tài)控制中常用的控制算法不包括（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.模糊控制9.姿態(tài)控制系統(tǒng)的可靠性主要體現(xiàn)在（）A.硬件的可靠性B.軟件的可靠性C.備份系統(tǒng)的設(shè)計D.以上都對10.以下哪種情況會影響航天器姿態(tài)控制的效果（）A.航天器的質(zhì)量分布變化B.空間環(huán)境的干擾C.控制系統(tǒng)的故障D.以上都是第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡述航天器姿態(tài)控制的重要性。12.（15分）說明姿態(tài)測量的主要傳感器及其工作原理。13.（15分）闡述噴氣控制產(chǎn)生姿態(tài)控制力矩的原理。14.（15分）材料：某航天器在軌道運行時出現(xiàn)姿態(tài)偏差，其姿態(tài)控制系統(tǒng)啟動。已知該航天器采用三軸穩(wěn)定方式，姿態(tài)測量傳感器檢測到姿態(tài)偏差后，將信號傳至控制算法模塊?？刂扑惴ǜ鶕?jù)預(yù)設(shè)規(guī)則計算出控制指令，發(fā)送給執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)通過噴氣控制來調(diào)整航天器姿態(tài)。問題：請分析該姿態(tài)控制系統(tǒng)的工作流程，并說明各部分的作用。15.（15分）材料：隨著航天任務(wù)的日益復(fù)雜，對航天器姿態(tài)控制的精度要求越來越高。傳統(tǒng)的姿態(tài)控制方法在面對復(fù)雜工況時，精度和適應(yīng)性受到挑戰(zhàn)。新型的姿態(tài)控制技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如基于人工智能的控制算法、新型傳感器的應(yīng)用等。問題：結(jié)合材料，談?wù)勑滦妥藨B(tài)控制技術(shù)發(fā)展的必要性以及可能面臨的挑戰(zhàn)。答案：1.D2.D3.B4.A5.D6.C7.B8.D9.D10.D11.航天器姿態(tài)控制至關(guān)重要。它能確保航天器的天線準確指向目標，實現(xiàn)通信、遙感等功能；使太陽能帆板始終對準太陽，保障能源供應(yīng)；維持航天器的穩(wěn)定姿態(tài)，為內(nèi)部設(shè)備正常工作提供條件；精確的姿態(tài)控制還能滿足特定任務(wù)需求，如交會對接等，對于航天任務(wù)的成功執(zhí)行有著決定性作用。12.主要傳感器有陀螺儀，利用角動量原理測量角速度進而確定姿態(tài)變化；加速度計通過測量加速度來計算姿態(tài)；太陽敏感器利用太陽光線確定太陽方向從而得到航天器相對太陽的姿態(tài)；星敏感器通過識別恒星來精確測量航天器姿態(tài)。13.噴氣控制產(chǎn)生姿態(tài)控制力矩的原理是利用噴出氣體的反作用力。當氣體從航天器特定方向噴出時，根據(jù)動量守恒定律，航天器會獲得一個相反方向的動量，從而產(chǎn)生繞某軸的控制力矩，改變航天器的姿態(tài)。14.工作流程：姿態(tài)測量傳感器檢測姿態(tài)偏差并傳信號給控制算法模塊，控制算法計算控制指令發(fā)給執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)通過噴氣控制調(diào)整姿態(tài)。作用：姿態(tài)測量傳感器用于獲取姿態(tài)信息；控制算法模塊根據(jù)偏差計算控制指令；執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行指令產(chǎn)生控制力矩調(diào)整姿態(tài)。15.必要性：傳統(tǒng)姿態(tài)控制方法在面對復(fù)雜工況時精度和適應(yīng)性不足，新型技術(shù)能提高控