[發明專利]一種運載火箭用五軸光纖慣組全冗余電路

在審

• 申請號: 201811529603.5
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109682367A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 徐挺;孫茂強;石然;賈瑞鵬;胡夢純
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;包姝晴

本發明提供一種運載火箭用五軸光纖慣組全冗余電路,包含：溫控模塊，采集5軸加表、5軸陀螺、敏感元件支架的溫度信號，根據采集的溫度信號控制加熱5軸加表、5軸陀螺和敏感元件支架；接口模塊，連接外部設備、溫度采集模塊、5軸加表和5軸陀螺，實現外部設備和5軸加表、5軸陀螺之間信號雙向傳輸、并將溫度信號發送給外部設備；電源模塊，為5軸加表、5軸陀螺、溫控模塊、接口模塊提供互不干擾的工作電源。本發明能夠精確控制五軸陀螺和五軸加表的溫度，接口模塊可通過多種通訊方式和連接模式與外部設備信息交換。本發明功能模塊化，供電和信號傳輸均冗余或者互相隔離，大大提高了使用的可靠性和安全性。

技術領域

本發明涉及一種機電產品的內部電路,特別是一種用于運載火箭領域五軸光纖捷聯慣組的全冗余高可靠電路。

背景技術

光纖捷聯慣性測量組合是為運載火箭研制的慣性測量儀器，其主要功能是實時為運載火箭箭體提供角速率全量信息及視速度全量信息。光纖慣組是運載火箭的“眼睛”，其精度和可靠決定著火箭能否正常完成任務，直接影響發射的成敗。

目前現役的運載火箭一般采用兩套冗余配置的六表、七表或者八表光纖慣組，其內部電路一般為單點配置，即任何一塊電路失效都會導致整個光纖慣組失效，該種電路存在可靠性低、安全性差、需要外部整體冗余等缺點。

發明內容

十表光纖慣組是一種五軸光纖慣組，即除了正交的三個軸外，還增加了兩個斜軸，在每個斜軸上也安裝有一個能實現冗余的陀螺儀和加速度計。本發明提供了一種模塊化、通用化設計的適用于運載火箭的十表光纖慣組全冗余電路，能夠精確控制5路陀螺和5路加表的溫度，并通過適用于不同外部設備和多種通訊方式的接口模塊，將5路陀螺和5路加表的溫度信號、5軸加表和5路加表采集的信號發送給外部設備；本發明還通過兩路電源電路提供工作電源。當任何一個加表、陀螺、發生電路或信號傳輸故障時，均不會影響其他加表或陀螺信息的采集，大大提高了五軸光纖慣組使用的可靠性與安全性。

為了達到上述目的，本發明提供了一種運載火箭用五軸光纖慣組全冗余電路，安裝在電路底座上,并連接28V外部電源、外部設備、5軸加表和5軸陀螺，5軸加表和5軸陀螺均安裝在敏感元件支架上，包含：

溫控模塊，包含依次連接的溫度采集模塊、溫度控制器和溫驅模塊；所述溫度采集模塊采集5軸加表、5軸陀螺、敏感元件支架的11路模擬量溫度信號并分別轉化為11路數字量溫度信號；溫度控制器為5軸加表、5軸陀螺、敏感元件支架的11路數字量溫度信號生成對應的PWM控制信號；溫驅模塊還連接5軸加表、5軸陀螺和敏感元件支架，根據PWM控制信號實現加熱5軸加表、5軸陀螺和敏感元件支架，保證5軸加表、5軸陀螺、敏感元件支架的溫度在設定的范圍內；

接口模塊，包含三個可配置的接口電路；所述接口電路均連接外部設備、溫度采集模塊、5軸加表和5軸陀螺；接口電路將外部設備的同步信號發送給5軸加表和5軸陀螺，并將5軸加表和5軸陀螺采集的信號、溫度采集模塊采集的溫度信號發送給外部設備；

電源模塊，包含第一電源電路和第二電源電路；所述電源模塊轉換外部電源為5軸加表、5軸陀螺、溫度采集模塊、溫度控制器、接口模塊的互不干擾的工作電源，電源模塊還通過接口模塊將第一電源電路、第二電源電路的電壓值發送給外部設備。

所述溫驅模塊包含11個場效應管和11個加熱片；所述場效應管連接溫度控制器，由溫度控制器生成的PWM控制信號控制場效應管的通斷，1路PWM控制信號控制1個場效應管；一個場效應管連接1個加熱片；敏感元件支架、每路陀螺、每路加表分別連接一個加熱片；當場效應管導通時，所連接的加熱片進行加熱；當場效應管斷開時，所連接的加熱片停止加熱。