[发明专利]一种空间站环境控制与生命保障系统控制器及控制方法

说明书

一种空间站环境控制与生命保障系统控制器及控制方法，系统控制器包括多个冗余设置的供电单元和多个冗余设置的环境控制与生命保障系统单元，环境控制与生命保障系统单元之间通过交互通道进行连接；环境控制与生命保障系统单元包括处理器模块和电源转换模块，处理器模块连接子系统管理模块、数据上送模块、状态遥测模块、复位电路、时钟电路、数据存储器和程序存储器，电源转换模块将供电单元提供过来的二次直流电压分别转换成子系统管理模块、数据上送模块以及状态遥测模块所需要的工作电压。控制方法包括收集各个子系统的环境监测数据，然后通过系统控制器对收集到的环境监测数据进行分析处理。本发明能为航天员提供可靠的生活环境参数实时数据。

技术领域

本发明属于自动控制领域，涉及一种空间站环境控制与生命保障系统控制器及控制方法。

背景技术

目前应用于我国载人飞船的环境控制与生命保障系统主要是保证航天员短期在轨停留，并且不能进行在轨更换和维修。空间站长期在轨(15年)有人值守需要进行庞大的数据传输、再生和非再生子系统管理以及在轨维修等，传统的环境控制与生命保障系统不能满足空间站航天员在轨驻留的要求，因此需要开发一种新的舱内环境控制与生命保障装置，用于实现水处理子系统、尿处理子系统、CO₂去除子系统、电解制氧子系统、微量去除子系统的管理，对太空生活环境中再生和非再生子系统实时监测与控制，具备可靠性高、实时性强的特点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种空间站环境控制与生命保障系统控制器及控制方法，通过高速数据传输、再生与非再生子系统管理以及单机在轨更换等技术实现再生和非再生子系统太空生活环境的实时监测与控制，为航天员提供可靠的生活环境参数实时数据，用于保证太空生活环境的安全，满足航天员长期在轨驻留的需要。

为了实现上述目的，本发明空间站环境控制与生命保障系统控制器在结构上包括：

多个冗余设置的供电单元和多个冗余设置的环境控制与生命保障系统单元，所述的供电单元能够将一次母线上的电压转换成二次直流电压供给环境控制与生命保障系统单元，环境控制与生命保障系统单元之间通过交互通道进行连接；所述的环境控制与生命保障系统单元包括处理器模块和电源转换模块，处理器模块连接子系统管理模块、数据上送模块、状态遥测模块、复位电路、时钟电路、数据存储器和程序存储器，所述的子系统管理模块通过系统管理总线对各个子系统的数据进行集中管理，数据上送模块通过对外总线将子系统管理模块处理后的数据上送到数据管理系统，状态遥测模块将处理器模块自身工作状态发送到测控系统，复位电路为处理器模块提供上电初始复位信号，时钟电路为处理器模块提供工作时钟信号；所述的电源转换模块通过低压差线性稳压器LDO将供电单元提供过来的二次直流电压分别转换成子系统管理模块、数据上送模块以及状态遥测模块所需要的工作电压。

所述的交互通道包括用于进行状态交互的集电极开路门电平信号电路和进行数据交互的RS422总线。处理器模块采用国产BM3803处理器，数据存储器和程序存储器的容量均为2M字节。子系统管理模块工作在BC模式，数据上送模块工作在RT模式；系统管理总线与对外总线均采用1553B总线。供电单元供给环境控制与生命保障系统单元的二次直流电压为+5V，电源转换模块将供电单元提供过来的二次直流电压分别转换成+3.3V和+1.8V电压。子系统包括水处理子系统、尿处理子系统、CO₂去除子系统、电解制氧子系统、微量去除子系统。

本发明空间站环境控制与生命保障系统控制器的控制方法，包括以下步骤：

a.收集水处理子系统控制器、尿处理子系统控制器、CO₂去除子系统控制器、电解制氧子系统控制器、微量去除子系统控制器对各个子系统的环境监测数据；

b.通过系统控制器对收集到的环境监测数据进行分析处理：

b-1.系统缺水时发送供水阀开启指令，水满时发送液满报警指令；