[发明专利]一种运载火箭数字化供配电控制系统及其测试方法

说明书

本发明公开了一种运载火箭数字化供配电控制系统及其测试方法，运载火箭数字化供配电控制系统包括多个开关；多个开关通过以太网接收地面测发控发出的数字指令来执行闭合或断开动作；运载火箭数字化供配电控制系统通过以太网将采集到的测试数据发送给地面测发控进行分析。本申请将数字指令和测试数据通过以太网进行传输，解决了地面测发控所用电缆因火箭起飞后不再使用而成为箭上冗余负重的问题。

技术领域

本发明涉及航空航天领域，尤其涉及一种运载火箭数字化供配电控制系统及其测试方法。

背景技术

我国运载火箭箭上供配电系统相比数字电路、总线通讯来说发展相对较慢。传统配电控制系统和测试需要较多线缆，由于地面测试和逻辑控制的需要，很多线缆是直接引到地面测发控，由地面测发控进行多路配电控制，大大增加了箭上电缆网的重量，而其中很多电缆在起飞后不会再使用，这些电缆就变成了不必要的负重，影响火箭运载能力。

运载火箭上往往有多个供配电系统，根据需要设置在火箭上的不同位置，传统箭上配电时往往采用多个供配电系统共用同一个电池供电的方式，这样就会存在由于需要较长线缆连接各供配电系统而产生电压损耗的问题。

传统的配电器大多仍采用电磁继电器的控制方式，存在以下几种缺陷：第一：为保证可靠配电和测试需要，需采用多个电磁继电器通过焊接导线并联的冗余设计，再通过焊接导线将继电器连接到对外连接器上，并且使用线缆搭建大量的逻辑控制电路。这种方式虽然简单，但是重量却较大。第二：电磁继电器体积较大，过大的体积不适应于在电路板上焊接，也不利于设备的一体化设计，因此传统的继电器与配电器往往单独成立一个设备，占用箭上空间。第三：电磁继电器具有一定的机械结构，有时会出现因振动和冲击等环境问题而导致电磁继电器异常接触的现象。第四：电磁继电器是通过线圈通电产生磁性吸引衔铁来调节电路通断，因线圈具有一定的电感，电路的通断过程中易产生电磁干扰信号，这也是电磁配电器一直很难通过国军标电磁兼容试验的原因，存在一定隐患。第五：电磁继电器的驱动模式导致其实现关断的响应时间较长，开关瞬态效应对测试结果影响较大。

发明内容

本发明的目的在于设计一种运载火箭数字化供配电控制系统及其测试方法，采用这种系统及其测试方法后，降低了因长线缆供电而产生的电压损耗；减小了箭上配电器的体积和重量；减少了箭上配电、逻辑控制电路、配电监测电路的电缆数量，大幅降低箭上电缆网重量；同时还便于地面测发控对箭上供配电系统的实时控制，供配电过程中的测试数据很方便的通过以太网传输到地面测发控。

本申请提供了一种运载火箭数字化供配电控制系统，包括多个开关，通过以太网接收地面测发控发出的数字指令来执行闭合或断开动作；运载火箭数字化供配电控制系统通过以太网将采集的测试数据发送给地面测发控进行分析。

如上的，运载火箭数字化供配电控制系统包括智能设备配电控制系统和火工品配电控制系统；智能设备配电控制系统和火工品设备配电控制系统分别设置在火箭的两端并且分别设置仪器电池和火工电池，以减少智能设备配电控制系统和火工品配电控制系统由同一块电池供电所需长电缆发生的电压损耗。

如上的，其中，智能设备配电控制系统和火工品配电控制系统均采用固态继电器控制的方式。固态继电器控制方式较传统的电磁继电器控制方式同样需要设计较多的逻辑控制电路，不同的是，固态继电器的控制方式无需像电磁继电器控制方式那样用线缆来搭建逻辑控制电路，固态继电器中逻辑控制电路可在可编程逻辑控制器件(FPGA)中实现。FPGA程序可改写，从而实现软件定义配电硬件的理念，提高了硬件电路的通用性；固态继电器体积小巧，占用空间小，易于接入电路，方便与配电器进行一体化设计；固态继电器用电子元件履行其功能而无机械结构，不易受振动、冲击等环境因素影响；固态继电器没有输入“线圈”，也没有触点燃弧和回跳，故而可以减少由此产生的电磁干扰；本发明应用的固态继电器为零电压固态继电器，在零电压处导通，零电压处关断，减少了电流波形的突然中断，从而降低了高次谐波的产生，减少了开关瞬态效应，也能进一步减少电磁干扰，便于测量。