[發(fā)明專利]用于航天器熱試驗(yàn)的程控電源故障檢測及在線切換設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711221243.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN107910947B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉澤元;馮堯;朱琳;文晶;申彬;安萬慶;張皓;鄒世杰;劉暢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號(hào): H02J9/06
• 分類號(hào): H02J9/06;H02J13/00;G01R31/40
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于航天器熱試驗(yàn)的程控電源故障檢測及在線切換設(shè)備，包括主控制分系統(tǒng)、電源輸出狀態(tài)檢測分系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測分系統(tǒng)和在線切換分系統(tǒng)，其中，電源輸出狀態(tài)檢測分系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測分系統(tǒng)分別用于檢測電源輸出狀態(tài)故障和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)故障，并將故障信息傳遞給在線切換分系統(tǒng)；在線切換分系統(tǒng)控制其內(nèi)部電路，將故障電源所在的供電回路由故障電源快速切換至備用電源，保證供電回路的供電正常。本發(fā)明的設(shè)備，大大提升了航天器熱試驗(yàn)用程控電源故障的自動(dòng)檢測水平，縮短了故障電源的處理周期，降低了由電源故障造成航天器試驗(yàn)溫度超差的風(fēng)險(xiǎn)，提升了航天器熱試驗(yàn)可靠性水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器地面測試及試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于航天器熱試驗(yàn)的程控電源故障檢測及在線切換設(shè)備。

背景技術(shù)

航天器真空熱試驗(yàn)作為航天器研制過程中狀態(tài)最復(fù)雜、耗資最大、耗時(shí)最長的試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性要求非常之高。真空熱試驗(yàn)外熱流模擬中主要使用程控電源作為紅外燈、紅外籠、薄膜加熱器等加熱裝置的供電系統(tǒng)，用程控電源的輸出電流的大小控制加熱器的輻射熱流，用熱流控制方式進(jìn)行外熱流的模擬與控制。隨著航天技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)溫度控制精度的要求越來越高，對(duì)溫度穩(wěn)定性要求也越來越嚴(yán)格，這就要求控制系統(tǒng)必須具有調(diào)節(jié)精度高、響應(yīng)速度快、參數(shù)易于調(diào)整、操作靈活方便、溫度穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。目前熱試驗(yàn)中，程控電源電流和電壓的輸出狀態(tài)是由熱流控制系統(tǒng)發(fā)送指令讀取電源寄存器狀態(tài)確定的，指令讀取時(shí)間設(shè)置過短則返回值失真，指令讀取時(shí)間設(shè)置過長又會(huì)導(dǎo)致控制周期增加，指令讀取時(shí)間不能和寄存器回讀穩(wěn)定時(shí)間準(zhǔn)確貼合，經(jīng)常造成熱流控制系統(tǒng)誤報(bào)警，容易引起麻痹大意或?qū)е抡`操作。另一方面，由于現(xiàn)行控制系統(tǒng)通訊異常處理機(jī)制不夠完善，電源通訊(網(wǎng)絡(luò))故障時(shí)往往會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)崩潰。此時(shí)，電源維持當(dāng)前輸出不變，無法通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，控溫回路閉環(huán)控制失效，試件溫度失控，容易引發(fā)控溫速率超限、高低溫超溫等。

目前，在發(fā)現(xiàn)電源輸出或網(wǎng)絡(luò)故障的情況下，采用人工進(jìn)入電源間對(duì)故障電源進(jìn)行更換，并重啟控制系統(tǒng)，耗時(shí)至少需要10分鐘，對(duì)于航天器熱試驗(yàn)，尤其是以太陽翼6s控制周期為代表的熱真空試驗(yàn)，會(huì)造成近100個(gè)控制周期失控，極易引發(fā)質(zhì)量事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種航天器熱試驗(yàn)用的程控電源檢測及在線切換設(shè)備，該設(shè)備能夠在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)30臺(tái)電源輸出狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測，并能夠在1s內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障電源供電通道向2臺(tái)備用電源供電通道的自動(dòng)切換，巡檢周期最快可達(dá)3s，故障檢測率可達(dá)98％以上，提升程控電源故障的自動(dòng)檢測水平，縮短故障電源的處理周期。

本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

航天器熱試驗(yàn)用的程控電源檢測及在線切換設(shè)備，包括主控制分系統(tǒng)、電源輸出狀態(tài)檢測分系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測分系統(tǒng)和在線切換分系統(tǒng)，其中，電源輸出狀態(tài)檢測分系統(tǒng)用于檢測電源的輸出狀態(tài)故障，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測分系統(tǒng)用于檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)故障，并將相應(yīng)故障信息傳遞給在線切換分系統(tǒng)；在線切換分系統(tǒng)根據(jù)切換流程，控制其在線切換電路，將故障電源所在的供電回路由故障電源快速切換至備用電源，保證供電回路的供電正常；主控制分系統(tǒng)通過現(xiàn)有局域網(wǎng)與總控間PC上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)電源故障檢測與在線切換設(shè)備的遠(yuǎn)程控制操作，其特征在于，通過采用PXI/CPCI5488的96通道A/D采樣模塊，實(shí)現(xiàn)32臺(tái)Agilent N5750電源輸出電壓和輸出電流的檢測，采用ICMP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的判定，并采用由10套大功率單刀雙擲開關(guān)組成的繼電器矩陣，實(shí)現(xiàn)30臺(tái)在用Agilent N5750電源的供電回路通道向2臺(tái)備用Agilent N5750電源自動(dòng)在線切換。

其中，主控制分系統(tǒng)采用PXIJX5010工控機(jī)箱和PXI/CPCI5098嵌入式控制器相結(jié)合的方式，構(gòu)成測試設(shè)備的控制核心單元。

其中，電源輸出狀態(tài)檢測分系統(tǒng)用于電源輸出超差或無輸出的輸出狀態(tài)故障檢測，并將故障電源信息傳遞給在線切換分系統(tǒng)。