一种箭地信息融合的低时延点火确认系统及确认方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种箭地信息融合的低时延点火确认系统及方法，属于飞行器发射控制技术领域。
【背景技术】
[0002]点火信号是发射控制技术中的关键信号，用于引爆点火火工品实现箭地分离，也作为箭上飞控计算机的时统零点，用于进入飞行控制解算程序。
[0003]如图1所示，传统控制方案中，综合测控装置接收中心显控台的“初始点火信号”后，进行逻辑运算以及信号调理后，同时输出“最终点火信号”和“时统零点信号”，分别驱动点火火工品和启动飞行控制解算程序。传统设计方案存在以下问题:如果驱动点火火工品的同时箭上设备或软件状态异常，未正常进入飞行控制程序，与此同时点火火工品已起爆，箭体起飞，必然会造成发射任务失败。
【发明内容】
[0004]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供了一种箭地信息融合的低时延点火确认系统及方法，通过箭地信息融合技术，监测火箭起飞前的箭上状态，在点火过程中进行箭地配合与信息确认，提高了火箭发射的可靠性。
[0005]本发明的技术解决方案是:
[0006]一种箭地信息融合的低时延点火确认系统包括:地面测发控系统和箭上飞控计算机；地面测发控系统又包括综合测控装置、中心显控台和中心计算机；
[0007]中心显控台，为用户交互界面，向综合测控装置提供“初始点火”信号；
[0008]综合测控装置，收到中心显控台发送的“初始点火”信号，进行梯形图逻辑运算以及信号调理后，输出“时统零点”信号到箭上飞控计算机；同时综合测控装置接收到中心计算机的“中间点火”指令后，进行梯形图逻辑运算处理，输出“最终点火”控制信号引爆点火火工品以及输出“总线控制信号”断开总线控制开关。
[0009]中心计算机，采集箭上飞控计算机反馈的箭上各单机设备工作是否正常的判决结果，并当单机设备正常工作时，向综合测控装置发送“中间点火”指令；
[0010]箭上飞控计算机，接收“时统零点”信号后，将当前箭上时间清零，并向箭上其他单机设备发送执行时间同步操作指令；同时，箭上飞控计算机通过接收到的各单机设备反馈的时间同步情况，判断箭上关键单机是否工作正常，并将判断的结果反馈给地面测发控系统的中心计算机，同时箭上飞控计算机在各单机设备正常工作情况下启动飞行控制运算。
[0011]综合测控装置包括PLC、第一发控调理电路和第二发控调理电路；
[0012]第一发控调理电路又包括继电器Kll、K12 ;第二发控调理电路又包括继电器Kdhl、Kdh2、Kdh3 和 Kdh4 ；
[0013]继电器K11、K12的线包并联；继电器Kll的触点KllA与K12的触点K12A并联，触点KllB和K12B并联，并联后再相互串联；
[0014]继电器Kdhl、Kdh2、Kdh3和Kdh4的线包并联；继电器Kdhl的触点KdhlA与Kdh2的触点Kdh2A并联，触点KdhlB和Kdh2B并联，并联后再相互串联；继电器Kdh3的触点Kdh3A与Kdh4的触点Kdh4A并联，触点Kdh3B和Kdh4B并联，并联后再相互串联；
[0015]PLC的输出端分别连接继电器Kll、K12、Kdhl、Kdh2、Kdh3和Kdh4的线包以及总线控制开关。
[0016]本发明还包括:电磁继电器Kyxl、Kyx2、Kzdhl和Kzdh2 ；
[0017]继电器Kzdhl的触点KzdhlA与Kzdh2的触点Kzdh2A并联，触点KzdhlB和Kzdh2B并联，并联后再相互串联，该串联的输入连接继电器Kdhl、Kdh2所有触点的并串联输出；
[0018]继电器Kyxl的触点KyxlA与Kyx2的触点Kyx2A并联，触点KyxlB和Kyx2B并联，并联后再相互串联，该串联的输入连接Kzdhl和Kzdh2所有触点并串联的输出。
[0019]综合测控装置中的发控调理电路可根据需求扩展到N个，N个发控调理电路具体实现根据具体功能来实现。
[0020]中心计算机包括CPU、1553B总线接口模块、开关量输出模块；开关量输出模块又包括固体继电器1、固体继电器2、固体继电器3、固体继电器4、固体继电器5、固体继电器6 ；
[0021]CPU通过1553B总线接口模块，采集飞控计算机反馈的箭上各单机设备工作是否正常的判决结果，并当单机设备正常工作时，控制开关量输出模块中的继电器闭合输出“中间点火”指令；
[0022]固体继电器I和固体继电器2串联、固体继电器3和固体继电器4串联、固体继电器5和固体继电器6串联，然后再相互并联输出。
[0023]一种箭地信息融合的低时延点火确认系统的确认方法，包括步骤如下:
[0024](I)地面测发控系统的综合测控装置收到中心显控台发送的“初始点火”信号，进行梯形图逻辑运算以及信号调理后，输出“时统零点”信号到箭上飞控计算机；
[0025](2)箭上飞控计算机通过光耦接收“时统零点”信号后，将当前箭上时间清零，并向箭上其他单机设备发送执行时间同步操作指令；同时，箭上飞控计算机通过接收到的各单机设备反馈的时间同步情况，判断箭上关键单机是否工作正常，并将判断的结果反馈给地面测发控系统的中心计算机，同时箭上飞控计算机在各单机设备正常工作情况下启动飞行控制运算；
[0026](3)当中心计算机接收到箭上各单机设备工作正常的判决结果后，向综合测控装置发送“中间点火”指令；
[0027](4)综合测控装置接收到“中间点火”指令后，进行梯形图逻辑运算处理，输出“最终点火”控制信号引爆点火火工品以及输出“总线控制信号”断开总线控制开关。
[0028]步骤(I)的具体实现步骤如下:
[0029](Ia)综合测控装置中的PLC对接收到来自中心显控台的三路“初始点火”信号，进行梯形图逻辑运算，输出两路“时统零点PLC”信号到综合测控装置中的第一发控调理电路；
[0030](Ib)综合测控装置中的第一发控调理电路，对接收到的信号进行信号调理:第一发控调理电路接收到“时统零点PLC”信号，第一发控调理电路的继电器K11、K12线包带电，K11、K12的所有触点闭合，并串联输出“时统零点”信号给箭上飞控计算机。
[0031]步骤(4)的具体实现步骤如下:
[0032](4a)综合测控装置中的PLC收到中心计算机的“中间点火”指令后进行梯形图逻辑运算处理，输出六路“最终点火PLC”信号到综合测控装置中的第二发控调理电路以及输出一路“总线控制信号”断开总线控制开关；
[0033](4b)第二发控调理电路，对接收到的信号进行信号调理:第二发控调理电路对接收到“最终点火PLC”信号进行三取二处理，然后驱动Kdhl、Kdh2、Kdh3、Kdh4四个电磁继电器线包，Kdh 1、Kdh2所有触点并串联使点火火工品正母线带电，Kdh3、Kdh4所有触点并串联使点火火工品的负母线带电。
[0034]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0035](I)本发明通过时间同步的方式进行箭上单机设备是否工作正常的检测以及地面测发控系统收到箭上控制系统返回的“各单机设备工作正常”的回令后才引爆点火火工品，保证了箭地信息的融合，进而监测火箭起飞前的箭上状态，在点火过程中进行箭地配合与信息确认，能够避免箭上软硬件故障带来的发射风险，加强了点火过程的保障，提高发射的可靠性。
[0036](2)本发明中心计算机采用1553B总线+固体继电器接口的箭地信息融合方式，缩短了点火确认时间，确保起飞前软硬件工作正常，保证发射控制的安全性，大大提高了工作效率。
[0037](3)本发明并未更改硬件的基础，通过合理的箭地信息融合方式实现了火箭发射的可靠性保证，因此本发明通用性强，不增加器件，硬件成本低，可靠性高，利于推广应用。
[0038](4)本发明的中心计算机采用6个固体继电器的形式实现数据通信，固体继电器具有