[發明專利]運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置

在審

• 申請號: 202310011509.5
• 申請日: 2023-01-05
• 公開（公告）號: CN116047968A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 徐建萍;周振宇;趙雯嫻;胡世豪;于硯;張圣杰
• 申請（專利權）人: 上海航天計算機技術研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置。所述控制裝置包括數字處理模塊、火工品解控模塊和火工品自保模塊。本發明采用模塊化設計，實現小型化、通用化特點。箭地通信采用隔離RS422串口通信，減少了箭地之間大量電纜的鋪設，降低長電纜引入干擾風險。本發明采用純數字化控制，以FPGA+可編程只讀存儲器架構，可實時監測火工品狀態和內部繼電器狀態。關鍵電路均采用冗余設計，可靠性高、安全性高。通過地面系統遠程控制實現多路火工品自動保護與解保冗余控制，解決了傳統火箭人工上箭拔火工品短路頭的問題，真正實現發射場射前加注無人值守。

技術領域

本發明涉及運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置。

背景技術

現有運載火箭在運輸和發射準備過程中，采用插頭短路火工品的形式防止火工品誤動作。當火箭在發射前豎立在發射塔架上時，需要人員上塔架手動拔掉火工品短路插頭。在這些過程中，火工品一旦誤動作，則會造成箭毀人亡的嚴重后果。

發明內容

本發明旨在提供一種運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置，滿足遠程控制運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制的功能需求以及高可靠性、安全性要求，配合地面系統控制指令完成火工品自動保護與解保冗余控制、實時監測解控狀態、火工品狀態和內部繼電器狀態。

為了實現上述發明目的，解決方案是：一種運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置。該裝置包括：

數字處理模塊由電源轉換單元、AD轉換單元、邏輯控制單元、隔離串口通信單元和存儲單元組成。

電源轉換單元采用EMI+DCDC組合，將外部供電轉換為二次電源，給數字部分供電；轉換后的二次電源經過AD轉換單元轉換為數字量，給邏輯控制單元(FPGA及外圍電路)；邏輯控制單元接收火工品解保模塊、火工品自保模塊的解控狀態、火工品狀態和繼電器狀態，將內部狀態和二次電源組幀給隔離串口通信單元；隔離串口通信單元通過隔離串口1發送給地面系統，隔離串口2發送給測量系統，供地面實時監測，減少了箭地之間大量電纜的鋪設以及長電纜帶來的干擾；配備存儲單元，可存儲固定參數，軟件可擴展。

火工品解控模塊由電磁繼電器采用并串冗余形式，用于實現火工品解控冗余控制。同時回采解控狀態和繼電器狀態，地面系統通過隔離串口數據實時監測解控狀態和內部繼電器狀態。執行火工品解控指令后，才能執行火工品保護和火工品解保指令，防止火工品誤觸發動作。

火工品自保模塊由磁保持繼電器采用兩個繼電器的各1組觸點串聯冗余形式，用于實現火工品自動保護和解保冗余控制。同時回采火工品狀態和繼電器狀態，地面系統通過隔離串口數據實時監測火工品狀態和內部繼電器狀態，解決了傳統火箭人工上箭拔火工品短路頭的問題，實現真正的發射場射前加注無人值守。

本發明提供了一種運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置，其優點是：

1.設計采用模塊化組成，實現小型化、通用化特點；

2.采用RS422隔離串口通信，減少了箭地之間大量電纜的鋪設，降低長電纜引入干擾風險；

3.采用純數字化控制，FPGA+可編程只讀存儲器架構，可實時監測火工品狀態和內部繼電器狀態；

4.關鍵器件采用多種冗余方式，消除單點故障，提高火工品自保執行的可靠性和安全性；

5.解決了傳統火箭人工上箭拔火工品短路頭的問題，實現真正的發射場射前加注無人值守。

附圖說明

圖1為本發明一種運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置的組成框圖；

圖2為本發明一種運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置火工品解控、自動保護和解保原理圖；

圖3為本發明一種運載火箭火工品自動保護與解保冗余控制裝置1路火工品繼電器冗余控制連接示意圖。