[发明专利]一种基于气象探测火箭的控制系统

说明书

本发明涉及一种基于气象探测火箭的控制系统，硬件框架为以DSP处理器模块为核心，外围电路包括电源电路模块、CAN总线通信模块、RS‑422串口通信模块、AD采集电路模块、开关量输入输出电路模块。本发明作为电气核心与其它相关系统之间通信可以采用多种形式、RS422、CAN等等，这需要控制系统具备这些通信总线接口、驱动等能力，包括另一路CAN总线作为预留备份，所述RS‑422串口通信模块为三通道串口模块，第一路用于与GNSS接收机通信、第二路用于与遥测系统通信、第三路作为备份通道，因此根据需要有备份，本发明的控制系统通用性好、兼容性好。

技术领域

本发明属于飞行器控制领域，具体涉及一种基于气象探测火箭的控制系统。

背景技术

气象探测火箭可用于从边界层、对流层到整个临近空间的大气环境、重力波、地磁场、宇宙射线和微重力环境等探测，也可以直接开展人工降雨、引雷减灾、电离层影响等业务，为临近空间大气环境研究、航天发射和导弹飞行弹道装订与修正、飞行器材料和气动设计研究、台风灾害研究、大气波导、云数据服务等提供重要支持，在气象探测与研究、航天发射与回收、临近空间飞行器设计与飞行试验等领域有着广阔的应用前景。

气象探测火箭是携有高空气象感应仪器，主要面向同一时间对不同位置的多种类垂直廓线气象参数探测的需求，气象探测火箭控制系统实时解算当前位置及状态，并根据具体要求释放高空气象感应仪器。能否在准确时间点、高度点按照时序要求释放高空气象感应仪器，同时将飞行过程各项参数以遥测数据的形式发送至地面指挥系统，是判定气象探测任务的重要标志之一。

气象探测火箭控制系统作为气象探测火箭的重要组成部分，主要完成火箭内各单机通信、供电、飞行数据解算、时序信号输出及回采等工作，传统的探测火箭控制系统通信总线较为单一，输出量接口资源较少，整体集成度较低，无法满足通用性、低成本的要求。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明的目的旨在提供一种气象探测火箭的控制系统，用以解决气象探测火箭控制系统通用性和实现低成本的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于气象探测火箭的控制系统，硬件框架为以DSP处理器模块为核心，外围电路包括电源电路模块、CAN总线通信模块、RS-422串口通信模块、AD采集电路模块、开关量输入输出电路模块，

所述CAN总线通信模块与DSP处理器模块连接，并使用隔离器、收发器将双向串行信号转化为CAN-H、CAN-L总线电平信号与地测发控系统连接；

所述RS422总线通信模块与DSP处理器模块连接，并使用串口收发芯片双向串行信号转化为双向差分电平信号与其他系统进行通信；

所述AD采集模块与DSP处理器模块连接，用于检测火箭各路供电电压(共4路，①地测发控系统对火箭供电、②火箭热电池供电电压、③火箭控制系统实际用电电压、④火箭火工品激活母线电压)；

所述开关量输入输出模块与DSP处理器模块连接，主要功能有开关量输入、开关量输出；

开关量输入：通过光耦合器将采集到的各种脉冲信号转化为DSP芯片IO数字电平(3.3V)并输入到处理器模块DSP“IO”引脚上；

开关量输出：将处理器模块DSP“IO”引脚上输出的3.3V脉冲数字信号电平，转化为用于火工品激活的电平(28V、10A)；

所述处理器模块作为探测火箭控制系统主处理器，为探测火箭控制系统提供硬件资源，处理器DSP及外围时钟电路、JTAG电路共同组成处理器模块，主要用于飞行控制运算、时序处理及开关量输入输出；

所述电源电路模块主要将地测发控系统供电或火箭热电池供电进行隔离和滤波，通过DC/DC变换器将转换电平进行隔离后给芯片供电，有效抑制系统噪声、消除接地回路干扰；