一种用于实现火箭的测控配电的控制系统及其方法与流程

本申请涉及航天，尤其涉及一种用于实现火箭的测控配电的控制系统及其方法。

背景技术：

1、近年来较为常用的测控和配电方式如图1所示。前端测控机在协同供配电设备完成接通、断开地面供电、地面充电的同时，还完成箭上电气系统发送点火、复位、封锁、脱插脱落等io指令，以及漏电检测、状态采集等功能。而继电器作为核心控制单元，通过前端测控机内的ko板控制继电器及调理箱内继电器的动作，完成关键控制信号的输出。但常用的“前端测控机”+“继电器及调理箱”的测控配电方式价格昂贵，占用空间大，且两设备间通过电缆连接还增加了故障模式，降低了设备的整体可靠性。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种用于实现火箭的测控配电的控制系统及其方法，能在保障设备整体可靠性的情况下，减少火箭发射的前端设备，有效的降低成本。

2、为达到上述目的，本申请提供一种用于实现火箭的测控配电的控制系统，包括：至少一个上位机、测控配电装置和箭上设备；上位机与测控配电装置通信，箭上设备与测控配电装置连接；其中，上位机：用于接收采集数据和固定心跳数据；用于发送控制指令；测控配电装置：用于获取采集数据和固定心跳数据，并将采集数据和固定心跳数据发送至上位机；接收控制指令，并对控制指令进行解析，获得动作指令，并根据动作指令对箭上设备进行测控配电；其中，动作指令至少包括：需要执行的动作；箭上设备：根据测控配电完成需要执行的动作。

3、如上的，其中，测控配电装置至少包括：控制主机、第一控制电路、第二控制电路和配电输出端口；控制主机分别与第一控制电路和第二控制电路通信；第一控制电路和第二控制电路均与配电输出端口连接，第一控制电路和第二控制电路互为备份；配电输出端口还与箭上设备连接；其中，控制主机：用于获取采集数据和固定心跳数据，并将采集数据和固定心跳数据发送至上位机；接收控制指令，并对控制指令进行解析，获得动作指令，并发送；第一控制电路：接收并执行动作指令，通过配电输出端口对箭上设备进行测控配电，使得箭上设备完成需要执行的动作；第二控制电路：接收并执行动作指令，通过配电输出端口对箭上设备进行测控配电，使得箭上设备完成需要执行的动作；在无故障情况下，只采用第一控制电路即可正常工作，当第一控制电路发生故障时，替换为第二控制电路进行工作。

4、如上的，其中，控制主机内设置有主控系统和嵌入式系统；其中，主控系统：用于接收控制指令，并将控制指令发送至嵌入式系统；接收并执行动作指令；嵌入式系统：用于对主控系统的参数进行初始化和配置；与主控系统建立tcp连接，完成tcp连接后，对主控系统进行数据采集获得采集数据，同时在预设时间节点采集固定心跳数据，并将采集数据和固定心跳数据发送至上位机；判断主控系统是否接收到控制指令，对接收到的控制指令进行解析，获得动作指令，并将动作指令发送至主控系统。

5、如上的，其中，主控系统至少包括：主控芯片，主控芯片内设置有继电器驱动子系统，主控芯片还设置有rj45接口；继电器驱动子系统分别与第一控制电路和第二控制电路连接；主控芯片与嵌入式系统通信；其中，主控芯片：主控芯片将控制指令发送至嵌入式系统；接收动作指令，并根据动作指令对继电器驱动子系统进行控制；rj45接口：作为主控芯片的网络接口，用于连接外部信号；主控芯片通过rj45接口接收上位机发送的控制指令；主控芯片通过rj45接口接收动作指令；继电器驱动子系统：在主控芯片的控制下，对第一控制电路/第二控制电路进行控制，令第一控制电路/第二控制电路根据动作指令完成对箭上设备的测控配电操作。

6、如上的，其中，继电器驱动子系统至少包括：电源、继电器、漏极、继电器驱动芯片、栅极、micro接口和源极；继电器分别与电源的正极和漏极连接；漏极还与继电器驱动芯片连接；继电器驱动芯片还分别与栅极和源极连接；栅极还与micro接口连接。

7、如上的，其中，继电器驱动芯片至少包括：第一稳定管、第二稳定管、第三稳定管、mos管、第一电阻和第二电阻；第一稳定管的一端分别与漏极和mos管的第一端连接；mos管的第一端还与漏极连接；第一稳定管的另一端分别与mos管的第二端、第一电阻的一端和第二稳定管的一端连接；mos管的第二端还与第二稳定管的一端连接；第二稳定管的另一端分别与mos管的第三端和第二电阻的一端连接；mos管的第三端还与源极连接；第二电阻的一端还与第三稳定管的一端连接；第二电阻的另一端分别与第一电阻的另一端、第三稳定管的另一端和栅极连接；第三稳定管的另一端还与栅极连接。

8、如上的，其中，通过主控系统中的mcu的io口直接控制继电器驱动芯片。

9、如上的，其中，rj45接口采用hr911105a网络变压器。

10、如上的，其中，主控芯片内置以太网mac 10/100m与集成以太网phy。

11、本申请还提供一种用于实现火箭的测控配电的控制方法，应用于上述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，该测控配电方法包括如下步骤：s210：通过测控配电装置的嵌入式系统对测控配电装置的主控系统的参数进行初始化和配置，其中，参数至少包括：通信参数和状态参数；s220：完成初始化和配置后，在嵌入式系统与主控系统之间建立tcp连接，并判断tpc连接是否成功，若失败，则执行s230；若成功，则执行s240；s230：重新建立tcp连接；s240：嵌入式系统对主控系统进行数据采集获得采集数据，并在预设时间节点采集固定心跳数据，将采集数据和固定心跳数据发送至上位机；同时判断主控系统是否接收到上位机发送的控制指令，若获取到了控制指令，则对接收到的控制指令进行解析，获得动作指令，并将动作指令发送至主控系统，由主控系统根据动作指令对箭上设备进行测控配电，令箭上设备完成动作指令，其中，动作指令至少包括：需要执行的动作。

12、本申请实现的有益效果如下：

13、(1)本申请的用于实现火箭的测控配电的控制系统及其方法采用测控机和配电器集成设计，能在保障设备整体可靠性的情况下，减少火箭发射的前端设备，有效的降低成本。

14、(2)本申请的用于实现火箭的测控配电的控制系统及其方法采用双通路设计，单一通道故障不影响设备正常运行。

15、(3)本申请的用于实现火箭的测控配电的控制系统及其方法使用商业芯片，能够保证设备可靠性。

技术特征：

1.一种用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，包括：至少一个上位机、测控配电装置和箭上设备；上位机与测控配电装置通信，箭上设备与测控配电装置连接；

2.根据权利要求1所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，测控配电装置至少包括：控制主机、第一控制电路、第二控制电路和配电输出端口；控制主机分别与第一控制电路和第二控制电路通信；第一控制电路和第二控制电路均与配电输出端口连接，第一控制电路和第二控制电路互为备份；配电输出端口还与箭上设备连接；

3.根据权利要求2所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，控制主机内设置有主控系统和嵌入式系统；

4.根据权利要求3所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，主控系统至少包括：主控芯片，主控芯片内设置有继电器驱动子系统，主控芯片还设置有rj45接口；继电器驱动子系统分别与第一控制电路和第二控制电路连接；主控芯片与嵌入式系统通信；

5.根据权利要求4所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，继电器驱动子系统至少包括：电源、继电器、漏极、继电器驱动芯片、栅极、micro接口和源极；

6.根据权利要求5所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，继电器驱动芯片至少包括：第一稳定管、第二稳定管、第三稳定管、mos管、第一电阻和第二电阻；

7.根据权利要求8所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，通过主控系统中的mcu的io口直接控制继电器驱动芯片。

8.根据权利要求7所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，rj45接口采用hr911105a网络变压器。

9.根据权利要求8所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，其特征在于，主控芯片内置以太网mac10/100m与集成以太网phy。

10.一种用于实现火箭的测控配电的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-9之一所述的用于实现火箭的测控配电的控制系统，该测控配电方法包括如下步骤：

技术总结
本申请公开了一种用于实现火箭的测控配电的控制系统及其方法，其中，用于实现火箭的测控配电的控制系统，包括：至少一个上位机、测控配电装置和箭上设备；上位机与测控配电装置通信，箭上设备与测控配电装置连接；其中，上位机：用于接收采集数据和固定心跳数据；用于发送控制指令；测控配电装置：用于获取采集数据和固定心跳数据，并将采集数据和固定心跳数据发送至上位机；接收控制指令，并对控制指令进行解析，获得动作指令，并根据动作指令对箭上设备进行测控配电；其中，动作指令至少包括：需要执行的动作；箭上设备：根据测控配电完成需要执行的动作。本申请能在保障设备整体可靠性的情况下，减少火箭发射的前端设备，有效的降低成本。

技术研发人员：董齐,何嘉志,齐文通
受保护的技术使用者：北京中科宇航技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12