[發明專利]空間環境模擬器中精密儀器的集中控制系統

有效

• 申請號: 201910312226.8
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110045700B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 李娜;邵靜怡;詹海洋;寧娟;顧志飛;付春雨;孫宇;顧苗;王宇
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種應用于超大型空間環境模擬器中的精密儀器集中控制系統，包括主服務器單元、子服務器單元、客戶端單元。主服務器單元并發多個數據處理單元，根據系統資源占用情況及設備運行狀態情況，使多個數據處理單元以串、并行相結合的方式進行工作，同時將所有數據和狀態信息匯總；子服務器單元主要負責底層PXI數據采集設備和程控電源的控制及與主服務器單元的數據交互；客戶端單元主要與主服務器單元、用戶進行交互。本發明合理調度及分配資源，提高資源的利用率，在溫度響應為大滯后的真空低溫環境下，提升了數據采集及回路控制的速度，在周期不變的情況下，可以實現3500路的數據采集，以及2000個控制回路的電源控制，是以往設備的2～4倍以上。

技術領域

本發明屬于空間環境模擬系統技術領域，具體涉及一種在超大型空間環境模擬器中精密儀器的集中控制系統和控制方法。

背景技術

空間環境模擬器是一種用于模擬外太空真空、冷黑、外熱流環境的設備。為了模擬空間外熱流，一般采用一定的控制算法軟件，控制程控電源的輸出，通過紅外加熱裝置模擬空間外熱流。在模擬空間外熱流時，需要測量到達航天器表面或被航天器表面吸收的空間外熱流，不管采用哪種熱流計進行測量，都是通過測量溫度，然后用公式換算成熱流值的，因此，需要通過精密數據采集儀器完成溫度的測量任務。

近年來我國航天事業迅速發展，航天器型號試驗任務空前增多，必須對航天器進行充分的真空、冷黑和空間外熱流條件下的真空熱試驗，這就對試驗操作人員的熟練度、數量、人為操作設備的失誤率提出了較高的要求，這就要求航天器地面試驗設備的測控系統也必須向著高自動化、高可靠性、高智能化的方向發展。其次，隨著航天器的批量生產和新型航天器的研制，外熱流模擬和溫度測量需要配置的控制點、測量點數量越來越多，要求的控制精度越來越高，速度越來越快，控制要求越來越復雜。在某新建的超大型空間環境模擬器中，需要實現3500路的溫度數據采集，以及近2000個控制回路的電源控制，且控制周期最大不超過60秒。

發明人在調研中發現，在超大型空間環境模擬器中，精密儀器的集中控制與傳統儀器控制存在巨大差異。主要表現在：紅外加熱裝置和航天器工作在一個真空冷黑環境中，環境壓力在10^-3Pa～10^-5Pa之間，溫度在-200℃～-100℃之間，在該真空環境下熱交換方式只有熱輻射，而不存在熱對流，系統具有較大的熱滯后。此外，本發明與現有的用于空間環境模擬器中精密儀器控制也存在一定差異，主要表現在：a系統要具有較高的自動化程度，人工操作要求簡單；b系統對數據采集儀器、程控電源實現集中控制管理，而不是分別控制；c系統測量點、控制點的數量巨大，相當于以往空間環境模擬器的2～4倍，但系統需求變化不大，仍要求在一定的時間內，保證精度的同時，完成溫度測量及外熱流模擬。

因此，為了滿足現有航天器的外熱流模擬試驗需求，本發明需研制出一種用于超大型空間環境模擬器中，按自動工作流程運行的、可靈活配置的、多通道的精密儀器的集中控制系統以及使用該控制系統的控制方法。

發明內容

本發明的目的在于發明一種用于超大型空間環境模擬器中精密儀器的集中控制系統。針對目前空間環境模擬器中精密儀器控制的不足，本發明優化系統結構，提高自動化水平，簡化操作流程，在節省人力的同時也最大程度的避免了由于人為因素給試驗結果帶來的誤差。本發明為空間環境外熱流模擬提供了技術保障，為航天器的真空熱試驗工作提供了保障。

本發明采用了如下的技術方案：