[发明专利]一种用于运载火箭地面测试发控系统的冗余切换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用的火箭地面测试发控系统双冗余热备份切换电路，实 现了双冗余热备份测控系统的“自动”和“手动”远距离无扰动切换。

背景技术

在运载火箭地面测试发控系统设计中，通用的测控设备应用广泛，如PXI、 CPCI、PXI等，然而这些通用的测控设备不支持双冗余热备份功能，在航天领 域，为确保零窗口发射，必须保证设备具有很高的可靠性，因此，必须采用双 冗余热备份设计措施，以保证测试发控系统能够长时间连续可靠运行，保证射 前无人值守情况下设备处于正常工作状态。

现有CPCI、PXI等测控设备均不支持双冗余热备份，因此一套设备故障情 况下，只能断电后进行更换，影响测控系统流程的连续性，这一现状不满足运 载火箭地面测试发控系统高可靠的要求；对于射前无人值守的情况下，更换所 需要的时间更长，不满足射前测试和发射的流程要求；对于关键的控制指令， 如“贮箱增压控制”指令，若测控设备失效，重则会造成箭毁人亡的后果，测 控设备不采取冗余设计，不满足运载火箭高安全性的要求。

发明内容

本发明的技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于运载 火箭地面测试发控系统的冗余切换电路，实现了“手动”和“自动”无扰动切 换，切换机理明确，保证了测试发控系统输出无扰动，确保整个测控系统的可 靠性和安全性。解决了通用测控设备可靠性低，难以保证火箭射前无人值守的 难题，满足了运载火箭对地面测试发控系统的高可靠性和安全性要求。

本发明的技术解决方案是：一种用于运载火箭地面测试发控系统的冗余切 换电路，其特征在于主要由FPGA模块、单片机、切换继电器和手动切换开关 组成：

FPGA模块：实现自动切换和以太网切换功能，以太网切换优先级高，即 在上电后，实时接收主从机发送的心跳信号，如果检测到主机心跳信号正常， 则不进行切换操作，如果检测到主机心跳信号停止，且从机心跳信号正常，则 实施自动主从切换，如果检测到主机心跳信号停止，且从机心跳信号停止，则 不进行切换操作；当接收到单片机发送过来的以太网切换信号时，则实施切换；

单片机：接收以太网接口信号，并将该信号传送给FPGA模块，同时接收 来自FPGA模块的主从机工作状态，并实时显示；

放大电路：接收FPGA模块的输出信号，并进行功率放大；

继电器：接收放大电路的驱动信号，执行动作；

手动开关：用于应急状态下有人参与的手动切换，手动切换的优先级最高。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)切换电路可靠性高、机理清楚，不仅能够实现有人干预情况下的“手 动”和以太网切换，而且能够实现故障情况下的“自动”切换；

(2)通过试验表明，本发明的系统冗余切换无扰动，不影响被动对象的执 行状态，保证了发射场设备的安全性和工作的有效性。

附图说明

图1为双冗余热备份测试发控系统组成示意图；

图2为切换电路框图；

图3为FPGA模块实现流程图。

具体实施方式

一种应用本发明切换电路的地面测试发控系统组成示意图如图1所示，主要 设备有程控计算机、交换机、主从测控组合，切换控制装置和被测控对象。

(1)程控计算机：程控计算机的主要作用是通过交换机将控制指令发送至 主从测控组合，同时，可以通过交换机将切换指令发送至切换控制组合，实现 远程以太网切换；

(2)交换机：实现程控计算机与主从测控组合，程控计算机与切换控制装 置之间的通信；

(3)主从测控组合：测控组合(主)和测控组合(从)是通用的测试发控 设备，独立封装，同步运行，主、从测控设备工作正常时，主系统输出，从系 统输出屏蔽；主系统工作故障情况下，无缝切换至从系统工作；