[發明專利]一種動態可重構的通用型地面測控設備及其信號輸入和輸出控制方法

有效

• 申請號: 201910246663.4
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109976309B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 王淑煒;盧頔;黃晨;張素明;劉巧珍;容易;王之平;王曉林;張宏德;岳瑋;穆暉
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

一種動態可重構的通用型地面測控設備及其信號輸入和輸出控制方法，通過通用化、智能化、小型化設計，使其具備結構簡單構型統一，兼容性及可維修性高的特點，可實現模塊級至單機級的動態重構，便于功能擴展以及維修更換，以滿足不同階段以及不同工況的測試需求，提高設備通用性和型號兼容性，提高航天地面測試效率和任務可靠性，通過對測控需求以及測控資源的整合，對測控設備進行通用化、小型化、模塊化設計，實現以功能需求為導向的設備組合化構型，滿足快速維修更換的使用要求；綜合應用背板總線技術，滿足模塊級至單機級的級聯擴展以及不同階段以及不同工況的測試需求，同時采用獨立總線對板卡狀態進行健康監測，提高測控設備的智能化水平和健康管理水平。

技術領域

本發明涉及一種動態可重構的通用型地面測控設備及其信號輸入和輸出控制方法，屬于運載火箭地面測發控系統技術領域。

背景技術

火箭地面測試發射設備負責箭上電氣系統、動力系統等功能、性能檢查，地面測控信息傳輸及指揮控制，加注過程中氣液供給及控制、地面增壓控制，測試發射流程控制，數據存儲、判讀及管理等任務。火箭地面測試發射系統經過多年發展，已基本形成功能完善、安全可靠的火箭測試發射能力，能夠完成火箭電氣系統、動力系統的測試發射，但存在型號之間兼容性差、設備規模大、自動化程度低、操作復雜、操作崗位多、測試發射效低等問題，綜合目前現役火箭地面測發控系統的特征，目前存在的問題如下：

(a)各型號各自獨立配套，型號之間兼容性差；地面測發控系統針對各自箭上系統研制，各系統分立配套，數據分散，未統一管理；

(b)各型號地面測發模式各異，且與目前國際主流火箭測發模式相比有差距；地面測試設備規模大，智能化程度低，操作復雜，操作人員多，不滿足實戰化需求；

(c)地面設備設計針對具體測發功能要求開展，對于長期使用的測試及維修性前期考慮不足，自動化測試以及后期維修更換難度高。

發明內容

本發明解決的技術問題為：克服現有技術不足，提供一種動態可重構的通用型地面測控設備及其信號輸入和輸出控制方法，通過通用化、智能化、小型化設計，使其具備結構簡單構型統一，兼容性及可維修性高的特點，可實現模塊級至單機級的動態重構，便于功能擴展以及維修更換，以滿足不同階段以及不同工況的測試需求，提高設備通用性和型號兼容性，提高航天地面測試效率和任務可靠性。

本發明解決的技術方案為：如圖2所示，一種動態可重構的通用型地面測控設備，包括：機箱、主控模塊、電源模塊、多個功能模塊、信號轉接板、機箱背板、航插；航插均安裝在航插背板上；

機箱為主控模塊、電源模塊、多個功能模塊、信號轉接板、機箱背板以及航插提供安裝結構，并提供設備工作的基本顯示以及控制開關；

各個功能模塊均采用CPCI架構的接口形式，機箱背板上設有主控模塊的插槽、電源模塊的插槽、多個能夠接插功能模塊的插槽，插槽采用CPCI架構的接口形式，主控模塊、電源模塊和各個功能模塊能夠配合插接在對應的插槽內；

各功能模塊能夠產生模擬量信號、開關量信號和功率控制信號；各功能模塊的輸出信號通過機箱背板，送至信號轉接板；

信號轉接板與機箱背板通過連接器進行對接、各個功能模塊的輸出信號通過連接器送至信號轉接板，輸出信號包括：模擬量信號、開關量信號、功率控制信號；

信號轉接板對功能模塊輸出的模擬量信號進行隔離后、對開關量信號進行隔離，建立信號轉接板與航插的相應映射關系，將功率控制信號、隔離后的模擬量和開關量分別送至對應的航插輸出；同種類型的輸出信號采用相同型號的航插輸出；

同種類型的輸入信號從相同型號的航插輸入信號轉接板，輸入信號：包括：模擬量信號、開關量信號、電源信號；電源信號通過對應的航插直接進入機箱背板，給電源模塊供電，電源模塊產生二次電源給各功能模塊和主控模塊供電；模擬量信號，包括模擬量電壓信號和模擬量電流信號；