一种基于PXI模块的卫星供配电测试方法及系统与流程

本发明涉及卫星测试系统，尤其涉及一种基于pxi模块的卫星供配电测试方法和系统。

背景技术：

1、卫星供配电测试设备是整个测试系统中的关键设备，对卫星的供电安全起到至关重要的作用。它通过脱落电连接器与卫星接口相互连接，采用有线的方式对星上关键供电参数进行模拟量采集、状态控制和状态监视，为卫星在各个阶段的测试任务提供供配电保障。

2、然而传统的供配电系统存在多种不同的总线接口，测试系统无法实现通用模块化，导致卫星测试设备的研发周期和成本较高。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的卫星供配电测试效率低的问题，本发明提供了如下技术方案。

2、本发明在第一方面提供了一种基于pxi模块的卫星供配电测试系统，包括：

3、上位机，具有实时监控、加电时间累计、数据归档及查询、报警记录及查询、远程控制功能，通过tcp/ip协议与pxi模块进行通讯，通过pxi模块实现对卫星能源系统的远程控制，包括模拟量采集、状态量采集、开关量控制以及系统校时，通过scout大规模互联机构使星地接口匹配。

4、优选地，所述pxi模块包括：

5、pxi模拟量检测系统，包括采集适配器模块和模拟量采集模块，用于为高压测量提供集成信号调节的数据采集，实现频道到频道的隔离和同步采样，其中被测模拟量包括蓄电池组电压、放电模块电压、负载电流、+28v电源和+28v～+36v电源；

6、pxi状态量采集系统，用于读取传感器、执行器和逻辑设备的状态数据，利用数字i/o看门狗计时器检测各种故障条件，通过将输出设置为用户预先配置的安全状态设置来自动响应；

7、pxi开关量控制系统，包括采用单刀单掷继电器的i/o通道，所述单刀单掷继电器的常开触点ch接收脉冲信号，实现电池通断控制和脱插控制；其中，蓄电池组放电开关和自主加电使能开关触点均并联实现，卫星发射前将自主加电使能开关接通，星箭分离行程开关处于断开状态，mos管栅压不够开启电压，不导通；卫星与火箭分离后，行程开关闭合，蓄电池组电压经电阻分压致使mos管导通，蓄电池组通过mos管接入母线，整星开始工作，蓄电池组通过放电开关接入母线，母线开始正常受控调节，卫星完成上电程序。

8、优选地，所述模拟量采集模块包括8个频道，实现频道到频道的隔离和同步采样，每个通道最多为250kps。

9、优选地，所述采集适配器模块和模拟量采集模块是具有螺钉端子连接性的前安装端子块。

10、优选地，所述模拟量采集模块实现综合信号调节，通过在同一设备上结合信号调节和模数转换器；所述模拟量采集模块具有300v的连续通道到通道隔离，用于不同电势参数的测量，以及3300v瞬态耐受电压峰值。

11、优选地，所述pxi状态量采集系统包括24个固态继电器，输出到开关外部设备的输入电流可达150毫安；利用测量服务软件加速应用程序开发的功能，实现自动代码生成，以及高性能多线程流媒体技术。

12、优选地，当连接到继电器时，所述数字i/o看门狗计时器检测计算机或应用程序的崩溃并确保安全恢复。

13、优选地，在所述pxi开关量控制系统中，电池通、电池断和脱插脱落指令分别使用1路继电器开关，所有指令均在机箱前面板配置手动开关。

14、优选地，所述继电器的触点最大承载电压为300v，最大承载电流为12a。

15、优选地，其特征在于，所述测试软件系统进一步包括：

16、系统测试模块，用于完成飞行器供配电系统的地面测试；

17、调试模块，用于提供系统的人机交互界面，用于完成测试项目的手动操作；

18、系统自检模块，用于包括系统各模块通过测试电缆连接为自检状态后，进行系统自检，以验证系统各模块处于正常的工作状态；

19、文件处理模块，用于实现测试数据文件和测试波形文件的打印输出；帮助模块，用于实现测试系统与软件操作的使用说明。

20、本发明第二方面提供了一种基于pxi模块的卫星供配电测试系统的卫星供配电测试方法，包括：

21、利用pxi模拟量检测系统为高压测量提供集成信号调节的数据采集，实现频道到频道的隔离和同步采样，所述pxi模拟量检测系统包括采集适配器模块和模拟量采集模块，其中被测模拟量包括蓄电池组电压、放电模块电压、负载电流、+28v电源和+28v～+36v电源；

22、利用pxi状态量采集系统读取传感器、执行器和逻辑设备的状态数据，利用数字i/o看门狗计时器检测各种故障条件，通过将输出设置为用户预先配置的安全状态设置来自动响应；

23、利用pxi开关量控制系统实现电池通断控制和脱插控制，所述pxi开关量控制系统包括采用单刀单掷继电器的i/o通道，所述单刀单掷继电器的常开触点ch接收脉冲信号，电池通、电池断和脱插脱落继电器触点动作，则相应指令执行完毕；其中，蓄电池组放电开关和自主加电使能开关触点均并联实现，卫星发射前将自主加电使能开关接通，星箭分离行程开关处于断开状态，mos管栅压不够开启电压，不导通；卫星与火箭分离后，行程开关闭合，蓄电池组电压经电阻分压致使mos管导通，蓄电池组通过mos管接入母线，整星开始工作，蓄电池组通过放电开关接入母线，母线开始正常受控调节，卫星完成上电程序；

24、利用测试软件系统从数据库中读取测试流程，并根据所述测试流程中的软件信息，操作所述pxi模拟量检测系统、所述pxi状态量采集系统和所述pxi开关量控制系统完成信号激励产生和响应信号采集，并将采集到的测试结果重新存储在所述数据库中，根据预定义策略对所述测试结果进行判断。

25、优选地，所述测试软件系统进一步包括：

26、测试任务管理模块，根据预设的测试计划和条件，自动进行数据采集、处理和评估，对目标模块的指令控制或遥测信息采集，完成自配置，包括采集蓄电池输出的电压和电流信号，计算出输出功率和热耗，监测电源分系统的状态，控制电源控制器的工作状态，对电源控制器的启动、停止、保护功能进行测试和验证；通过模拟卫星负载的工作状态，对负载模拟器的输出信号进行采集和处理；

27、测试流程管理模块，用于实现测试过程的管理和控制，包括测试流程的控制、测试参数的设置、测试结果的判定；对测试过程进行全程监控和管理；

28、测试执行模块，按顺序依次从数据库中调出测试流程，并根据流程中的软件信息操作底层硬件模块完成信号激励产生和响应信号采集，信号采集结果再存入数据库中，测试执行模块根据合理判据判断测试结果是否正常，并全部存入数据库中；

29、测试信息处理模块，实时采集能源系统的各种数据，并进行处理和分析，包括系统的运行数据、报警记录，以便进行数据分析和报告生成。

30、优选地，该方法还包括：

31、根据卫星能源的特点和测试需求进行设计卫星能源智能测试系统的算法，包括傅里叶变换算法和统计分析算法。

32、优选地，所述方法进一步包括：

33、通过执行傅里叶变换算法，分析能源系统中电信号的频谱特性，包括频率、幅值和相位；通过对频谱的分析了解能源系统的性能和状态；通过傅里叶积分将一个信号从时域转换到频域，或者从频域转换到时域，将一个复杂的信号分解成多个正弦波和余弦波的叠加；

34、通过执行统计分析算法，对能源系统中的数据进行统计和分析，包括均值、方差、协方差、相关系数；基于统计学原理，从数据中提取信息和知识，通过收集、整理、分析和解释数据，来推断和预测数据规律和趋势，通过降维技术将高维数据降低到低维空间。

35、本发明的有益效果是：

36、本发明的基于pxi模块的卫星供配电测试方法和系统，以板卡替代原有的不同仪器集成到一台设备，通过板卡的扩展实现测试系统功能和性能的增强。具有高度的灵活性和扩展性，能够根据需要进行配置，以满足不同的测试需求，具有高度的自动化和智能化，能够大大提高测试效率和准确性，降低测试成本和风险，能够适应不同类型和不同规模的卫星供配电系统的测试需求。结合智能算法，实现对卫星供配电的智能化测试和故障诊断。相比于传统的测试系统，该测试系统可以自动识别和定位供配电系统的故障，通过分析历史数据和实时数据，预测供配电的性能和寿命，从而提前采取相应的维护措施。此外，该系统还可以对供配电系统进行远程监控和控制，实现远程测试和诊断，具有更高的测试精度、更快的测试速度和更好的稳定性。同时，该系统还可以降低测试成本和人力成本，提高整个卫星研发和生产过程的效率和质量。