[發明專利]一種高可靠的運載火箭前后端主機雙冗余表決方法

在審

• 申請號: 202110190411.1
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112947041A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 高小安;王建清;吳康;于丹丹;陳曉;陳一文
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

一種高可靠的運載火箭前后端主機雙冗余表決方法，步驟如下：1)前端前置主機采用雙冗余方式，同時運行前置主份機和前置備份機，分別運行于主控工作狀態和從機工作狀態；2)前置主份機和前置備份機各自實時診斷自身健康狀態，并將診斷結果廣播給后端主機；3)后端主機根據前置主備份機的健康狀態進行主從冗余切換判別；4)后端主機根據表決診斷算法控制前置主備份機冗余切換；5)前置主備份機故障切換后，后端主機指令均發送到前置備份機，不再進行前置主備份機故障診斷和切換。本發明解決運載火箭測試發射過程中前置主機軟硬件單點故障影響整個發射任務的問題，實現前端無人值守發射測試，保證前端前置主機雙冗余表決切換過程中的可靠性、準確性。

技術領域

本發明屬于運載火箭地面測試發射系統領域，具體涉及一種高可靠的運載火箭控制系統前后端主機雙冗余表決方法。

背景技術

前置主機軟件運行于前端控制微機(簡稱前置主機)中，后端主機軟件運行于后端主控微機(簡稱后端主機)中，前置主機和后端主機通過TCP/IP網絡連接進行通信。后端主機軟件通過網絡指令控制前置主機軟件，通過1553B總線和RS422通信鏈路執行運載火箭控制系統測試項目。實現單機配電檢查測試、慣組合成精度測試、芯助聯合伺服子系統測試、姿態控制子系統測試、全箭總檢查測試、發射測試等測試流程的控制，完成運載火箭控制系統測試、集成綜合功能測試及發射場測試發射功能。

在發射過程中，由于只有一臺前置控制微機在線執行工作，其為單點環節，且前端為無人值守狀態，一旦前置主機軟硬件出現故障則影響整個發射過程。因此有必要提出一種高可靠的冗余方案，使得主份前置主機出現故障時，可以快速準確的切換至備份前置主機軟件，并繼續執行運載火箭發射測試流程。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種高可靠的運載火箭前后端主機雙冗余表決方法。

本發明的技術解決方案是：

一種高可靠的運載火箭前后端主機雙冗余表決方法，包括如下步驟：

1)、前端前置主機采用雙冗余方式，設置前置主份機和前置備份機，兩者同時運行，主份機運行于主控工作狀態，備份機運行于從機工作狀態；

2)、前置主份機和前置備份機各自實時診斷自身健康狀態，并將診斷結果以健康心跳數據包的形式廣播給后端主機；

3)、后端主機根據健康心跳數據包判斷前置主備份機的健康狀態，判斷是否進行前置主備份機冗余切換；

4)、后端主機根據表決診斷算法控制前置主備份機無縫冗余切換；

5)、前置主備份機故障切換后，后端主機指令均發送到前置備份機，不再進行前置主備份機故障診斷和切換。

所述步驟1)中，前置主份機和前置備份機使用不同的IP地址和端口與后端主機進行網絡通信。

前置主份機和前置備份機均設置有自身的標識號，能夠通過指令設置前置主份機和前置備份機的工作狀態；默認情況下，后端主機指令均發送給前置主份機。

所述步驟2)中，健康心跳數據包內容包括心跳計數、1553B板卡狀態、1553B總線通信狀態、串口卡狀態、串口通信卡工作狀態，TCP網絡通信是否正常、計算機硬件是否正常。

所述串口卡狀態為板卡自身工作狀態，串口通信卡工作狀態為通信線路的工作狀態。

所述步驟2)中，健康心跳數據包以固定的周期廣播發送，并帶有時間計數和校驗碼。

所述步驟3)中，在測試過程中，后端主機同時監聽前置主備份機健康心跳數據包，并使用不同的端口號進行數據接收。

所述步驟3)的實現方式如下：