[發(fā)明專利]一種電性能仿真設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011497191.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112906180A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王棟;楊京松;唐斌;羅亞斌;李慧;周文興;王魁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍63919部隊(duì)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 北京中南長(zhǎng)風(fēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電性能仿真設(shè)備，其特征在于，所述電性能仿真設(shè)備可模擬三大類產(chǎn)品的輸入/輸出特性電信號(hào)，包括閥門(mén)類產(chǎn)品、電機(jī)類產(chǎn)品和傳感器類產(chǎn)品；輸出接口包括電壓輸出模擬、電流脈沖輸出模擬、恒流輸出模擬、電阻輸出模擬和開(kāi)關(guān)輸出模擬；輸入接口包括閥門(mén)類脈沖輸入電流模擬、電機(jī)類浪涌電流模擬、啟動(dòng)電流輸入模擬和正常電流任意波形模擬；還具備模擬恒流、恒阻和恒功率三種工作模式。本發(fā)明模擬環(huán)控生保系統(tǒng)產(chǎn)品的電性能接口和產(chǎn)品輸入輸出電特性，完成產(chǎn)品啟動(dòng)特性的實(shí)時(shí)仿真、任意復(fù)雜波形的模擬實(shí)現(xiàn)，滿足產(chǎn)品正常與故障工況下的測(cè)試需求，實(shí)現(xiàn)在各種嚴(yán)酷邊界條件下產(chǎn)品電性能測(cè)試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測(cè)量與控制領(lǐng)域，涉及一種電性能仿真設(shè)備。

背景技術(shù)

載人航天任務(wù)的各型號(hào)飛行器中，環(huán)控生保系統(tǒng)是最具載人特色的系統(tǒng)，其產(chǎn)品構(gòu)成復(fù)雜、接口眾多、信息關(guān)聯(lián)耦合程度極強(qiáng)，環(huán)控生保系統(tǒng)在向飛行器總體交付產(chǎn)品前，必須完成系統(tǒng)內(nèi)部各產(chǎn)品之間接口匹配性和協(xié)調(diào)性考核；與其它系統(tǒng)間接口匹配性與協(xié)調(diào)性考核；系統(tǒng)軟件工作流程驗(yàn)證和評(píng)價(jià)；故障模式及測(cè)試性設(shè)計(jì)工作驗(yàn)證以及系統(tǒng)功能和性能滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的檢驗(yàn)。

由于產(chǎn)品數(shù)量多，各產(chǎn)品之間研制進(jìn)度無(wú)法整齊劃一，不能支持全系統(tǒng)測(cè)試。同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)故障模擬方法不易實(shí)現(xiàn)、投制故障模擬件花費(fèi)太大，也一直是系統(tǒng)測(cè)試工作的一項(xiàng)難點(diǎn)。

系統(tǒng)測(cè)試中，不僅僅要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品正常工況下測(cè)試，還要考慮在各種嚴(yán)酷邊界條件下以及故障工況下電性能測(cè)試。目前并沒(méi)有能夠模擬環(huán)控生保產(chǎn)品接口的設(shè)備；同時(shí)也沒(méi)有現(xiàn)成的故障件產(chǎn)品，導(dǎo)致正常匹配測(cè)試、故障模式及測(cè)試性驗(yàn)證工作很難開(kāi)展。

(1)當(dāng)前采用產(chǎn)品的模樣或初樣件代替由于進(jìn)度問(wèn)題不能按時(shí)參加匹配的正樣件。模樣或初樣的代替品大部分與正樣狀態(tài)不能完全一致，有時(shí)候需要接口改造，具有花費(fèi)高、靈活性差等特點(diǎn)。

(2)一直以來(lái)，環(huán)控生保沒(méi)有故障模擬設(shè)備，無(wú)法有效開(kāi)展故障模式及測(cè)試性設(shè)計(jì)工作驗(yàn)證。當(dāng)前系統(tǒng)的故障模擬測(cè)試方法：采用計(jì)算機(jī)發(fā)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如，模擬風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降故障，采用控制器發(fā)送“風(fēng)機(jī)”關(guān)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種情況下，控制器軟件“掌握”風(fēng)機(jī)的關(guān)狀態(tài)，軟件不會(huì)對(duì)該故障進(jìn)行自動(dòng)處理，無(wú)法驗(yàn)證系統(tǒng)的故障定位流程，無(wú)法對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試性設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，一種電性能仿真設(shè)備，其特征在于，所述電性能仿真設(shè)備可模擬三大類產(chǎn)品的輸入/輸出特性電信號(hào)，包括閥門(mén)類產(chǎn)品、電機(jī)類產(chǎn)品和傳感器類產(chǎn)品；輸出接口包括電壓輸出模擬、電流脈沖輸出模擬、恒流輸出模擬、電阻輸出模擬和開(kāi)關(guān)輸出模擬；輸入接口包括閥門(mén)類脈沖輸入電流模擬、電機(jī)類浪涌電流模擬、啟動(dòng)電流輸入模擬和正常電流任意波形模擬；所述電性能仿真設(shè)備還具備模擬恒流、恒阻和恒功率三種工作模式，支持輸出/ 輸入聯(lián)動(dòng)模式、手動(dòng)調(diào)節(jié)模式，配有電壓/電流公式調(diào)節(jié)器。

優(yōu)選地，模擬所述閥門(mén)類產(chǎn)品時(shí)所述電性能仿真設(shè)備模擬閥打開(kāi)/關(guān)閉瞬間輸入電流特性和閥門(mén)輸出開(kāi)關(guān)特性。

優(yōu)選地，模擬所述電機(jī)類產(chǎn)品時(shí)所述電性能仿真設(shè)備模擬風(fēng)機(jī)、泵類產(chǎn)品的輸入和輸出電特性。

優(yōu)選地，模擬所述傳感器類產(chǎn)品時(shí)所述電性能仿真設(shè)備模擬傳感器產(chǎn)品輸入和輸出電特性。

優(yōu)選地，所述電性能仿真設(shè)備包括主設(shè)備和從設(shè)備，所述主設(shè)備包括主控制器及其擴(kuò)展板，所述從設(shè)備由兩個(gè)第一模擬負(fù)載、兩個(gè)第二模擬負(fù)載、第三模擬負(fù)載、脈沖信號(hào)輸出、電壓信號(hào)輸出、電阻信號(hào)輸出組成；所述主控制器控制所述從設(shè)備；所述從設(shè)備根據(jù)所述主控制器發(fā)送的指令實(shí)時(shí)控制電壓、電流、電阻，并向所述主控制器上報(bào)當(dāng)前值；所述主設(shè)備和所述從設(shè)備之間用串口經(jīng)光耦隔離通信，所述從設(shè)備由專用隔離DC/DC供電；

所述主設(shè)備的主板和所述從設(shè)備的主板均采用獨(dú)立CPU結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)交換采用串口并聯(lián)的方式，所述從設(shè)備的主板數(shù)據(jù)響應(yīng)采用實(shí)時(shí)中斷方式，通信和供電接口采用隔離設(shè)計(jì)。