[發(fā)明專利]一種易擴展的空間遙感器控溫系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111176349A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李孝慶;黃義;顧晨躍;劉克;張磊;唐士建;李亮;朱亞杰;肖龍;楊明明;郭宇琨;黃競
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種易擴展的空間遙感器控溫系統(tǒng)，包括設(shè)置有主處理器的CPU電路模塊及設(shè)置有FPGA協(xié)處理器的測控溫電路模塊，通過在每個測控溫電路中引入FPGA協(xié)處理，解放主處理器資源，進(jìn)而提升系統(tǒng)擴展能力，并通過測控溫電路模塊進(jìn)行擴展，由FPGA協(xié)處理器自主實現(xiàn)各控溫通道的均勻加熱模式，同時還可通過FPGA協(xié)處理器實現(xiàn)對各控溫通道最小控溫輸出步長的調(diào)整，大幅提升控溫系統(tǒng)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種易擴展的空間遙感器控溫系統(tǒng)，屬于空間遙感器控溫儀技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

控溫儀的擴展能力主要受測控溫路數(shù)、處理器能力、控溫算法等因素影響。控溫穩(wěn)定度除受熱設(shè)計影響外，還受測溫精度、控溫周期、控溫算法、控制方式和最小控溫輸出步長的影響。不同控溫對象，其熱容及散熱條件不同，相同的最小控溫輸出步長會導(dǎo)致不同控溫對象的控溫一致性較差。

空間遙感器控溫儀廣泛采用處理器直接控制測溫模塊、控溫模塊，連續(xù)加熱模式，固定的最小控溫輸出步長的設(shè)計。因為測溫、控溫路數(shù)和控溫精度和穩(wěn)定度負(fù)相關(guān)，所以傳統(tǒng)設(shè)計的可擴展能力較差。因為連續(xù)加熱模式存在離散效應(yīng)，使得被控對象的溫度波動較大，所以控溫穩(wěn)定度較差。因為最小控溫輸出步長固定，所以對不同控溫對象的適應(yīng)性不強。

目前，隨著高分辨率、超高分辨率探測需求的增多，空間遙感器控溫儀的測控溫路數(shù)需求越來越多，控溫穩(wěn)定度要求越來越高，控溫對象也越來越復(fù)雜。

由于傳統(tǒng)AD及其周邊配套芯片短時間內(nèi)還不能提供滿足航天應(yīng)用的高可靠性、高精度器件，所以從提高測溫精度著手比較困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對目前現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)AD及其周邊配套芯片無法滿足現(xiàn)有航天應(yīng)用所需的可靠性及精度的問題，提出了一種易擴展的空間遙感器控溫系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種易擴展的空間遙感器控溫系統(tǒng)，包括供配電電路模塊、CPU電路模塊、測控溫電路模塊、母板電路模塊，其中：

供配電電路模塊：根據(jù)衛(wèi)星平臺發(fā)送的直接指令對衛(wèi)星平臺電源進(jìn)行供電分配，所述衛(wèi)星平臺電源包括一次電源、熱控電源，供配電電路模塊通過一次電源供電并產(chǎn)生測控溫電路工作所需的二次電源，CPU電路模塊通過二次電源供電，測控溫電路模塊通過二次電源、熱控電源共同供電；

CPU電路模塊：掛載于一級總線上并通過一級總線接收衛(wèi)星平臺發(fā)送的狀態(tài)設(shè)置指令對CPU電路模塊工作狀態(tài)進(jìn)行預(yù)設(shè)，并將包含CPU電路模塊及其余模塊工作狀態(tài)信息的遙測信號通過一級總線返送至衛(wèi)星平臺，同時通過母板電路模塊與測控溫電路模塊進(jìn)行SPI總線信息交互；

測控溫電路模塊：通過母板電路模塊與CPU電路模塊進(jìn)行SPI總線信息交互，對遙感相機溫度值進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)SPI總線信息對遙感相機加熱片進(jìn)行加熱控制；

母板電路模塊：配合供配電電路模塊為CPU電路模塊、測控溫電路模塊進(jìn)行供電，同時輔助CPU電路模塊、測控溫電路模塊進(jìn)行SPI總線信息交互。

狀態(tài)設(shè)置指令包括安全開關(guān)設(shè)置指令、控溫模式設(shè)置指令、開閉環(huán)設(shè)置指令、控溫閾值上下限設(shè)置指令、加熱回路及熱敏電阻對應(yīng)關(guān)系設(shè)置指令、最小控溫輸出步長設(shè)置指令，其中，安全開關(guān)設(shè)置指令、控溫模式設(shè)置指令、開閉環(huán)設(shè)置指令、控溫閾值上下限設(shè)置指令、加熱回路及熱敏電阻對應(yīng)關(guān)系設(shè)置指令針對CPU電路模塊，最小控溫輸出步長設(shè)置指令針對測控溫電路模塊。

CPU電路模塊及其余模塊工作狀態(tài)信息包括、開閉環(huán)狀態(tài)、控溫閾值、累積加熱時間或控溫占空比、溫度量遙測數(shù)據(jù)，其中，開閉環(huán)狀態(tài)、控溫閾值、累積加熱時間或控溫占空比由CPU電路模塊產(chǎn)生，溫度量遙測數(shù)據(jù)由測控溫電路模塊產(chǎn)生。