数字式运载火箭贮箱增压控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种数字式运载火箭贮箱增压控制器，包括三个压力传感器、三个相同且互相隔离的控制单元、一个主路表决单元和一个副路表决单元，每个所述控制单元的输入端连接一个所述压力传感器，三个所述控制单元分别输出一个主路控制信号至所述主路表决单元，三个所述控制单元分别输出一个副路控制信号至所述副路表决单元；所述控制单元依据所述压力传感器检测的结果输出主路控制信号和副路控制信号至所述主路表决单元和副路表决单元，所述主路表决单元对输入的三个主路控制信号三取二表决后，输出驱动相应的主路电磁阀；所述副路表决单元对输入的三个副路控制信号三取二表决后，输出驱动相应的副路电磁阀。
【专利说明】
数字式运载火箭贮箱増压控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及数字式运载火箭贮箱增压控制方式的改进，尤其涉及一种数字式运载火箭贮箱增压控制器。
【背景技术】
[0002]运载火箭贮箱增压器多采用压力信号器及继电器进行贮箱压力控制，由压力信号器感知贮箱压力，控制继电器开关，从而控制电磁阀的打开和关断，以达到控制贮箱压力的目的。压力信号器为机械结构，压力点调试困难，易出现数值超差问题，影响产品以及增压系统工作的可靠性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是如何提高增压系统的可靠性。
[0004]为了解决这一技术问题，本实用新型提供了一种数字式运载火箭贮箱增压控制器，包括三个压力传感器、三个相同且互相隔离的控制单元、一个主路表决单元和一个副路表决单元，每个所述控制单元的输入端连接一个所述压力传感器，三个所述控制单元分别输出一个主路控制信号至所述主路表决单元，三个所述控制单元分别输出一个副路控制信号至所述副路表决单元；
[0005]所述控制单元依据所述压力传感器检测的结果输出主路控制信号和副路控制信号至所述主路表决单元和副路表决单元，所述主路表决单元对输入的三个主路控制信号三取二表决后，输出驱动相应的主路电磁阀；所述副路表决单元对输入的三个副路控制信号三取二表决后，输出驱动相应的副路电磁阀。
[0006]可选的，所述控制单元包括微控制器，所述微控制器依据所述压力传感器传输而来的信号，依据预设的逻辑进行判断后，输出相应的主路控制信号和副路控制信号至所述主路表决单元和副路表决单元。
[0007]可选的，所述控制单元还包括RS485模块，所述微控制器通过所述RS485模块与所述压力传感器通讯。
[0008]可选的，所述控制单元还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块为对应的所述压力传感器和微处理器供电。
[0009]可选的，所述主路表决单元包括六个继电器，其中，两个所述继电器的控制端连接第一个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第二个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第三个所述控制单元，六个所述继电器之间串并联，进而实现三取二表决输出。
[0010]可选的，六个所述继电器分别为第一主路继电器、第二主路继电器、第三主路继电器、第四主路继电器、第五主路继电器和第六主路继电器；
[0011]所述第一主路继电器和第二主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀，所述第五主路继电器和第三主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀，所述第六主路继电器和第四主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀；
[0012]所述第一主路继电器与第四主路继电器的控制端连接第一个所述控制单元的主路控制信号输出端;所述第二主路继电器与第五主路继电器的控制端连接第二个所述控制单元的主路控制信号输出端，所述第三主路继电器与第六主路继电器的控制端连接第三个所述控制单元的主路控制信号输出端。
[0013]可选的，所述副路表决单元包括六个继电器，其中，两个所述继电器的控制端连接第一个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第二个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第三个所述控制单元，六个所述继电器之间串并联，进而实现三取二表决输出。
[0014]可选的，六个所述继电器分别为第一副路继电器、第二副路继电器、第三副路继电器、第四副路继电器、第五副路继电器和第六副路继电器；
[0015]所述第一副路继电器和第二副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀，所述第五副路继电器和第三副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀，所述第六副路继电器和第四副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀；
[0016]所述第一副路继电器与第四副路继电器的控制端连接第一个所述控制单元的副路控制信号输出端;所述第二副路继电器与第五副路继电器的控制端连接第二个所述控制单元的副路控制信号输出端，所述第三副路继电器与第六副路继电器的控制端连接第三个所述控制单元的副路控制信号输出端。
[0017]与现有技术相比，本实用新型采用数字式压力传感器进行压力测量，测压准确，接口设计简洁;整个系统采用三模冗余设计，任一传感器或控制单元发生故障都不会影响控制结果的正确输出，大大提高增压控制器的可靠性，降低产品的故障率和失效率。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型一实施例中数字式运载火箭贮箱增压控制器；
[0019]图2、图3是本实用新型一实施例中主/副路表决单元的示意图；
[0020]图4是本实用新型一实施例中数字式运载火箭贮箱增压控制器的运行示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下将结合图1至图4对本实用新型提供的数字式运载火箭贮箱增压控制器进行详细的描述，其为本实用新型可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本实用新型精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
[0022]请参考图1，本实用新型提供了一种数字式运载火箭贮箱增压控制器，包括三个压力传感器、三个相同且互相隔离的控制单元、一个主路表决单元和一个副路表决单元，每个所述控制单元的输入端连接一个所述压力传感器，三个所述控制单元分别输出一个主路控制信号至所述主路表决单元，三个所述控制单元分别输出一个副路控制信号至所述副路表决单元；
[0023]所述控制单元依据所述压力传感器检测的结果输出主路控制信号和副路控制信号至所述主路表决单元和副路表决单元，所述主路表决单元对输入的三个主路控制信号三取二表决后，输出驱动相应的主路电磁阀；所述副路表决单元对输入的三个副路控制信号三取二表决后，输出驱动相应的副路电磁阀。
[0024]可见，本实用新型采用三模冗余设计，包括三个完全相同且相互隔离的控制单元，与控制单元连接的用于测量贮箱压力的三个并行压力传感器和主路、副路两个表决单元。
[0025]在本实用新型可选的实施例中，请参考图1，所述控制单元包括微控制器，所述微控制器依据所述压力传感器传输而来的信号，依据预设的逻辑进行判断后，输出相应的主路控制信号和副路控制信号至所述主路表决单元和副路表决单元。所述控制单元还包括RS485模块，所述微控制器通过所述RS485模块与所述压力传感器通讯。所述控制单元还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块为对应的所述压力传感器和微处理器供电。当然，隔离电源模块也为RS485模块供电；
[0026]可见，所述控制单元包括微控制器、RS485模块以及隔离电源模块。每个微控制器通过RS485模块接收一路压力传感器数据，经处理后输出主、副路控制信号分别至所述主、副路表决单元，表决单元输出的电磁阀驱动信号分别接入主、副电磁阀。隔离电源模块用于对系统的各个模块供电。
[0027]在本实用新型可选的实施例中，请参考图2和图3，主路表决单元与副路表决单元结构相同，所述主、副路表决单元分别采用六个继电器，由继电器触点串并联进行三取二表决输出。
[0028]以下分别做具体的阐述，其中Kl至K6分别可示意第一主路(副路)继电器、第二主路(副路)继电器、第三主路(副路)继电器、第四主路(副路)继电器、第五主路(副路)继电器和第六主路(副路)继电器:
[0029]所述主路表决单元包括六个继电器，其中，两个所述继电器的控制端连接第一个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第二个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第三个所述控制单元，六个所述继电器之间串并联，进而实现三取二表决输出。
[0030]进一步来说，六个所述继电器分别为第一主路继电器、第二主路继电器、第三主路继电器、第四主路继电器、第五主路继电器和第六主路继电器；
[0031]所述第一主路继电器和第二主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀，所述第五主路继电器和第三主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀，所述第六主路继电器和第四主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀；
[0032]所述第一主路继电器与第四主路继电器的控制端连接第一个所述控制单元的主路控制信号输出端;所述第二主路继电器与第五主路继电器的控制端连接第二个所述控制单元的主路控制信号输出端，所述第三主路继电器与第六主路继电器的控制端连接第三个所述控制单元的主路控制信号输出端。
[0033]所述副路表决单元包括六个继电器，其中，两个所述继电器的控制端连接第一个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第二个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第三个所述控制单元，六个所述继电器之间串并联，进而实现三取二表决输出。
[0034]进一步具体来说，六个所述继电器分别为第一副路继电器、第二副路继电器、第三副路继电器、第四副路继电器、第五副路继电器和第六副路继电器；
[0035]所述第一副路继电器和第二副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀，所述第五副路继电器和第三副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀，所述第六副路继电器和第四副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀；
[0036]所述第一副路继电器与第四副路继电器的控制端连接第一个所述控制单元的副路控制信号输出端;所述第二副路继电器与第五副路继电器的控制端连接第二个所述控制单元的副路控制信号输出端，所述第三副路继电器与第六副路继电器的控制端连接第三个所述控制单元的副路控制信号输出端。
[0037]与现有技术相比，本实用新型采用数字式压力传感器进行压力测量，测压准确，接口设计简洁;整个系统采用三模冗余设计，任一传感器或控制单元发生故障都不会影响控制结果的正确输出，大大提高增压控制器的可靠性，降低产品的故障率和失效率。
[0038]如图4所示，所述微控制器中软件流程为:
[0039]I)程序开始时，对微控制器的串口、端口及定时器等进行初始化，此时微控制器输出的控制信号被置为初始状态。
[0040]2)微控制器通过串口接收传感器数据，为滤除干扰，将接收到的数据进行数字滤波，采取的滤波方式为:连续采集N个数据，去掉最大值和最小值，将剩余N-2个压力值取平均值。
[0041]3)根据贮箱压力阈值设置，划分压力区间，判断压力数据在哪一个区间，从而进行输出信号控制。
[0042]数字式增压控制器采用三模冗余设计，三个模块具有独立时钟，具有一定的不同步性。经调整传感器采样个数，该不同步时间与电磁阀要求最小动作时间相比，不影响电磁阀正确动作，无需额外的同步电路，简化硬件设计。
[0043]综上所述，本实用新型采用数字式压力传感器进行压力测量，测压准确，接口设计简洁;通过软件设计可以灵活设置压力控制阈值，运用现代化数字测试技术，配合测试设备，可完成增压控制器的自检以及整个系统的自动测试，简化调试过程;整个系统采用三模冗余设计，任一传感器或控制单元发生故障都不会影响控制结果的正确输出，大大提高增压控制器的可靠性，降低产品的故障率和失效率。
【主权项】
1.一种数字式运载火箭贮箱增压控制器，其特征在于:包括三个压力传感器、三个相同且互相隔离的控制单元、一个主路表决单元和一个副路表决单元，每个所述控制单元的输入端连接一个所述压力传感器，三个所述控制单元分别输出一个主路控制信号至所述主路表决单元，三个所述控制单元分别输出一个副路控制信号至所述副路表决单元； 所述控制单元依据所述压力传感器检测的结果输出主路控制信号和副路控制信号至所述主路表决单元和副路表决单元，所述主路表决单元对输入的三个主路控制信号三取二表决后，输出驱动相应的主路电磁阀；所述副路表决单元对输入的三个副路控制信号三取二表决后，输出驱动相应的副路电磁阀。2.如权利要求1所述的数字式运载火箭贮箱增压控制器，其特征在于:所述控制单元包括微控制器，所述微控制器依据所述压力传感器传输而来的信号，依据预设的逻辑进行判断后，输出相应的主路控制信号和副路控制信号至所述主路表决单元和副路表决单元。3.如权利要求2所述的数字式运载火箭贮箱增压控制器，其特征在于:所述控制单元还包括RS485模块，所述微控制器通过所述RS485模块与所述压力传感器通讯。4.如权利要求2所述的数字式运载火箭贮箱增压控制器，其特征在于:所述控制单元还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块为对应的所述压力传感器和微处理器供电。5.如权利要求1所述的数字式运载火箭贮箱增压控制器，其特征在于:所述主路表决单元包括六个继电器，其中，两个所述继电器的控制端连接第一个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第二个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第三个所述控制单元，六个所述继电器之间串并联，进而实现三取二表决输出。6.如权利要求5所述的数字式运载火箭贮箱增压控制器，其特征在于:六个所述继电器分别为第一主路继电器、第二主路继电器、第三主路继电器、第四主路继电器、第五主路继电器和第六主路继电器； 所述第一主路继电器和第二主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀，所述第五主路继电器和第三主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀，所述第六主路继电器和第四主路继电器输出触点串联后连接至所述主路电磁阀； 所述第一主路继电器与第四主路继电器的控制端连接第一个所述控制单元的主路控制信号输出端;所述第二主路继电器与第五主路继电器的控制端连接第二个所述控制单元的主路控制信号输出端，所述第三主路继电器与第六主路继电器的控制端连接第三个所述控制单元的主路控制信号输出端。7.如权利要求1所述的数字式运载火箭贮箱增压控制器，其特征在于:所述副路表决单元包括六个继电器，其中，两个所述继电器的控制端连接第一个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第二个所述控制单元，两个所述继电器的控制端连接第三个所述控制单元，六个所述继电器之间串并联，进而实现三取二表决输出。8.如权利要求7所述的数字式运载火箭贮箱增压控制器，其特征在于:六个所述继电器分别为第一副路继电器、第二副路继电器、第三副路继电器、第四副路继电器、第五副路继电器和第六副路继电器； 所述第一副路继电器和第二副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀，所述第五副路继电器和第三副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀，所述第六副路继电器和第四副路继电器输出触点串联后连接至所述副路电磁阀； 所述第一副路继电器与第四副路继电器的控制端连接第一个所述控制单元的副路控制信号输出端;所述第二副路继电器与第五副路继电器的控制端连接第二个所述控制单元的副路控制信号输出端，所述第三副路继电器与第六副路继电器的控制端连接第三个所述控制单元的副路控制信号输出端。
【文档编号】F17C13/02GK205535060SQ201620143642
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】李亮, 刘倩, 李雷, 祁锦媛, 胡斌, 张永杰, 龚敏
【申请人】上海宇航系统工程研究所