基于1553b总线数据的火箭姿态控制回环系数判读方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及运载火箭控制系统试验与测试技术领域，具体地，设及基于1553B总 线数据的火箭姿态控制回环系数判读方法。
【背景技术】
[0002] MIL-STD-1553B总线是在70年代末为适应飞机的发展由美国提出的飞机内部电 子系统联网的标准，广泛应用于航空工业中。由于它的高可靠性、灵活性，逐渐在运载火箭、 航天飞机、卫星、空间站等有高可靠性要求的民用设施等系统中得到运用。
[0003] 运载火箭姿控系统在部分飞行阶段采用了非线性控制，现有运载火箭在对非线性 控制中的回环系数进行测试测试时，主要通过从惯性测量单元入口施加模拟信号作为激励 信号，通过非线性控制网络控制喷管动作，记录喷管开关时施加的激励信号的电压值，计算 关、开电压的比值来判断回环系数是否合格。由于激励信号变化范围大，同时采集的喷管动 作时间点与激励信号的电压不同步，存在回环系数计算误差偏大，计算精度低的弊病。
[0004] 新一代运载火箭采用基于1553B总线的数字通信控制方式，非线性控制的输入输 出信号均通过1553B总线进行传输。输入信号为姿态角信号，该信号由箭载计算机计算完 成后包含于姿态角消息中；输出为喷管的数字动作状态（1、〇、-1分别表示喷管的正开、关、 负开），该信号由箭载计算机发往执行喷管动作的RT单元，包含于喷管控制消息中。由于 RT的异常或传输异常等原因，总线数据中可能会存在错误的随机数据，导致在计算回环系 数时出现错误。
【发明内容】
阳0化]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于1553B总线数据的火箭姿 态控制回环系数判读方法。
[0006] 根据本发明提供的基于1553B总线数据的火箭姿态控制回环系数判读方法，包括 如下步骤：
[0007] 步骤1 :对1553B的原始总线数据进行筛选处理，提取有效的1553B总线数据；
[0008] 步骤2 :从有效的1553B总线数据中提取姿控喷管开关的时间点；
[0009] 步骤3 :从姿态角信息总线数据中，查找姿控喷管控制信号值突跳点的姿态角信 息，并计算姿控喷管开关口限；
[0010] 步骤4 :计算姿控回环系数，并判读回环系数的正确性。
[0011] 优选地，所述步骤1包括：
[0012] 步骤1. 1 :根据1553B总线消息中的块状态字剔除掉1553B总线中的无效数据；
[0013] 步骤1. 2 :计算姿控喷管控制信号的CRC值，当计算得到的CRC值与1553B总线消 息中自带的CRC不一致时，则将该条总线数据剔除。
[0014] 优选地，所述步骤2包括：从有效的1553B总线数据中提取姿控喷管开关的时间 点，并记录下姿控喷管控制信号的突跳点的时间值；其中，所述突跳点包括：
[0015] -姿控喷管控制信号值从0变为I的时刻，即姿控喷管控制信号正开时间点；
[0016] -姿控喷管控制信号值从1变为0的时刻，即姿控喷管控制信号正关时间点；
[0017] -姿控喷管控制信号值从0变为-1的时刻，即姿控喷管控制信号负开时间点；
[0018] -姿控喷管控制信号值从-1变为0的时刻，即姿控喷管控制信号负关时间点。
[0019] 优选地，所述步骤3包括：
[0020] 步骤3. 1 :从姿态角信息总线数据中，查找姿控喷管控制信号值突跳点的姿态角 信息；当姿控喷管控制信号值在姿态角信息总线数据中无准确对应的时间点时，利用差值 法计算姿态角信息，计算公式如下：
[0021] ?('",)二[0(/")-a(/" ,)]山-三心-丄+ a。"；）；
[0022] 式中：a(tm)表示在tm时刻姿控喷管控制信号的姿态角信息，tm表示姿控喷管控 制信号的突跳点的时间值，t。为姿态角消息中大于tm且离tm最近的时间点，为姿态角 消息中小于tm且离tm最近的时间点，a(t。）表示在t。时刻姿控喷管控制信号的姿态角信 息，a(t。1)表示在t。1时刻姿控喷管控制信号的姿态角信息；
[002引步骤3. 2 :根据姿态角信息，采用插值法计算开关口限；其中所述开关口限包括： [0024]-姿控喷管控制信号正开时间点对应的正开口限；
[00巧]-姿控喷管控制信号正关时间点对应的正关口限；
[00%]-姿控喷管控制信号负开时间点对应的负开口限；
[0027] -姿控喷管控制信号负关时间点对应的负关口限。
[0028] 优选地，所述步骤4包括：
[0029] 步骤4. 1 :根据姿控喷管控制信号的开关口限计算姿控回环系数，计算公式如下： 阳030] m+=a(tg+)/a(tk+); 阳的。m=曰（tB) / 曰（tk);
[0032] 式中：a(tg+)表示姿控喷管控制信号正关时间点对应的正关口限，a(tj表示姿 控喷管控制信号正开时间点对应的正开口限，a(tg)表示姿控喷管控制信号负关时间点对 应的负关口限，a(tk)表示姿控喷管控制信号负开时间点对应的负开口限；m+表示姿控正 回环系数，m表示姿控负回环系数，tg,表示姿控喷管控制信号值从1变为0的时刻，tk,表 示姿控喷管控制信号值从0变为1的时刻，tg表示姿控喷管控制信号值从-1变为0的时 亥IJ，tk表示姿控喷管控制信号值从-1变为0的时刻；
[0033] 步骤4. 2 :将姿控正回环系数、姿控负回环系数与火箭姿控系统实际设计使用的 回环系数进行对比，当其偏差小于5%，则认为姿控回环系数合格；当姿控正回环系数、姿 控负回环系数与实际使用的回环系数的偏差大于5%，则认为姿控回环系数不合格；从而 判读出回环系数是否正确。
[0034] 优选地，姿控喷管控制信号与姿态角信息采用同一时间源。
[0035] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0036] 1、本法明提供的基于1553B总线数据的火箭姿态控制回环系数判读方法解决了 基于1553B总线通信的火箭姿态控制回环系数测试正确性判读的问题，能够快速准确定位 喷管开、关的时间点，并计算推导该时间点对应的输入信号，完成回环系数值计算，并与标 准值进行对比，判读计算值与标准值的正确性。
[0037] 2、本法明提供的基于1553B总线数据的火箭姿态控制回环系数判读方法通过 1553B总线消息中的块状态字及CRC值可判断消息内容自身的正确性，剔除错误的随机数 据，保证数据的有效性，防止误判。
[0038] 3、本法明提供的基于1553B总线数据的火箭姿态控制回环系数判读方法中姿态 角信息及态控喷管控制信号中的时间均为箭机的时间，为同一时间源使得查找开关口限的 结果更加真实、准确。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。W下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不W任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进。运些都属于本发明 的保护范围。
[0040] 根据本发明提供的基于1553B总线数据的火箭姿态控制回环系数判读方法，包括 如下步骤：
[0041] 步骤1 :对1553B的原始总线数据进行筛选处理，提取有效的1553B总线数据；
[0042] 步骤2 :从有效的1553B总线数据中提取姿控喷管开关的时间点；
[0043] 步骤3 :从姿态角信息总线数据中，查找姿控喷管控制信号值突跳点的姿态角信 息，并计算姿控喷管开关口限；
[0044] 步骤4 :计算姿控回环系数，并判读回环系数的正确性。
[0045] 优选地，所述步骤1包括：
[0046] 步骤1. 1 :根据1553B总线消息中的块状态字剔除掉1553B总线中的无效数据；
[0047] 步骤1. 2 :计算姿控喷管控制信号的CRC值，当计算得到的CRC值与1553B总线消 息中自带的CRC不一致时，则将该条总线数据剔除。 W48] 具体地，使用1553B消息块状态字和CRC校验值相结合的方式进行数据筛选处理。 剔除系统上电、下电过程中的无效总线数据，剔除传输过程中不正确的数据，获取有效的姿 控喷管控制信息总线数据、姿态角信息总线数据。总线消息中的块状态字为16位数据，其 中的D0、D9、D12位为1表示传输有误，若消息中该=位有任何一位为1，则将该条总线数据 剔除；计算姿控喷管控制消息的CRC值，若计算得到的CRC值与消息中自带的CRC不一致的 情况，说明消息有误，则将此数据剔除。
[0049] 更进一步地，如消息块状态字为0x9400,转换成二进制数为1001010000000000， 其中DO、D9为0,但D12位为1，表示该条数据有误，故将此条1553B总线数据剔除。计算 姿控喷管控制信号的CRC值，若计算得到的CRC值与信号中自带的CRC不一致，说明消息有 误，则将此总线数据剔除。姿控喷管控制信号中最后一个字为该条消息的CRC值，该CRC值 从消息的第一个字开始计算CRC，至倒数第二个字结束，判断计算的CRC值与消息中的CRC 值是否一致。
[0050] 优选地，所述步骤2包括：从有效的1553B总线数据中提取姿控喷管开关的时间 点，并记录下姿控喷管控制信号的突跳点的时间值；其中，所述突跳点包括：
[0051] -姿控喷管控制信号值从0变为1的时刻，即姿控喷管控制信号正开时间点；
[0052] -姿控喷管控制信号值从1变为0的时刻，即姿控喷管控制信号正关时间点；
[0053] -姿控喷管控制信号值从0变为-I的时刻，即姿控喷管控制信号负开时间点；
[0054] -姿控喷管控制