[发明专利]一种液体运载火箭一体化电气系统

说明书

本发明实施例公开一种液体运载火箭一体化电气系统，涉及火箭电气系统技术领域，该系统包括：一级电气系统、二级电气系统以及地面电气系统。一级电气系统、二级电气系统以及地面电气系统的系统间以及各系统单机之间采用时间触发以太网组网通信；其中一体化电气系统中的高实时性信息通过时间触发以太网的时间触发消息传输，低实时性信息通过时间触发以太网的速率受限消息或尽力而为消息传输。相较于传统火箭电气系统，该电气系统具备高速率、高实时、高可靠数据传输能力，并且有效统一了火箭控制与测量系统、箭上与地面电气系统的总线体制，实现了液体运载火箭电气系统箭地间与系统间网络架构的一体化。

技术领域

本发明涉及火箭电气系统技术领域，具体而言，涉及一种液体运载火箭一体化电气系统。

背景技术

新一代液体运载火箭电气系统要求具备高性能运算能力、高速高实时数据传输能力，要求具备智慧化水平，能够实时监测、评估和维护系统健康状态。

针对传统液体运载火箭电气系统，主要存在以下问题：一是箭上控制系统和测量系统功能相互独立，箭上存在多套总线且体制不相兼容，一般选用1553B、CAN等低速总线，总线传输速率一般在1Mbit左右，当总线需要更高速率传输时数据可靠性往往难以保证，；二是多总线体制的存在，造成箭上电气系统电缆网设计复杂、布线繁杂；三是地面通用设备多为标准以太网接口，常常与电气系统网络不相兼容；四是箭上电气控制系统和电气测量系统单机相互独立，集成化、模块化、通用化程度较低，每套单机都为专门定制，造成系统组网复杂，进而影响研制成本和研制周期。综上所述，传统液体运载火箭电气系统难以满足新一代智慧化液体运载火箭电气系统发展的需要。

发明内容

基于上述研究，本发明提供一种液体运载火箭一体化电气系统，实现了液体运载火箭电气系统网络架构的一体化。

本发明实施例提供一种液体运载火箭一体化电气系统，包括：一级电气系统、二级电气系统以及地面电气系统；一级电气系统、二级电气系统以及地面电气系统的系统间以及各系统单机之间采用时间触发以太网组网通信；其中一体化电气系统中的高实时性信息通过时间触发以太网的时间触发消息传输，低实时性信息通过时间触发以太网的尽力而为消息或速率受限消息传输。

可选的，高实时性信息包括惯组陀螺及加表数据、GPS/BD定位信息、时序控制指令、姿态控制指令、推力调节指令、遥测上行控制指令、关键状态监测数据、箭地关键控制指令及数据。

可选的，低实时性信息包括电气系统中单机状态监测数据、全箭传感器采集数据、高清视频流数据。

可选的，一级电气系统包括中心计算机、发动机电气系统、主备惯组、主备电池组、网络摄像头、时间触发以太网交换机、天基射频天线、地基射频天线、GPS/BD天线、通用采编器及传感器。

可选的，二级电气系统包括中心计算机、发动机电气系统、主备惯组、主备电池组、网络摄像头、时间触发以太网交换机、天基射频天线、地基射频天线、GPS/BD天线、通用采编器及传感器。

可选的，中心计算机由通用化功能模块组成，用于完成配断电、火箭导航信息解算、飞行姿态控制、时序指令开出、测量参数采集、天基地基遥测射频信号的收发和编解码；

中心计算机包括配电模块、二次电源模块、主控模块、时序模块I、时序模块II、时序模块III、综合射频模块、信号采集模块I、信号采集模块II。

可选的，通用采编器由通用化功能模块组成，用于完成传感器参数的采集并发送至中心计算机；

通用采编器包括配电模块、二次电源模块、信号采集模块I、信号采集模块II。

可选的，发动机电气系统用于完成液体火箭发动机相关控制及参数监测功能，包括发动机综合控制器、发动机控制电池组、发动机功率电池组、发动机摇摆伺服机构、发动机调节阀伺服机构以及时间触发以太网交换机。