一種基于pxi架構(gòu)的大中型衛(wèi)星通用發(fā)射控制臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及大中型衛(wèi)星的控制、監(jiān)測和各階段電測試領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PXI架構(gòu)的大中型衛(wèi)星通用發(fā)射控制臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國防和空間科學(xué)研宄對衛(wèi)星功能和數(shù)量需求的不斷增加，對衛(wèi)星測試提出了越來越高的要求，需要高效、快速、全覆蓋、全復(fù)現(xiàn)地對衛(wèi)星進(jìn)行檢測，給出真正高價值、高可靠性的測試結(jié)論，為衛(wèi)星的研制過程提供有利的技術(shù)支持。
[0003]大中型衛(wèi)星是指:質(zhì)量大于500kg的衛(wèi)星。其中:質(zhì)量為500kg?100kg的衛(wèi)星稱為中型衛(wèi)星，質(zhì)量為100kg以上的衛(wèi)星稱為大型衛(wèi)星。大中型衛(wèi)星發(fā)射控制臺是用于衛(wèi)星測試和發(fā)射的專用設(shè)備，是衛(wèi)星地面綜合測試系統(tǒng)的重要組成部分，用于對衛(wèi)星的控制、監(jiān)測和各階段電測試。衛(wèi)星發(fā)射控制臺接收來自總控終端計算機的遠(yuǎn)程控制命令，完成太陽電池模擬陣對衛(wèi)星的供充電通路控制、對星上重要單機和蓄電池放電開關(guān)通斷控制、脫落分離電源控制與參數(shù)采集、衛(wèi)星脫落插頭脫落和分離插頭分離控制以及模擬星箭分離控制；實時監(jiān)測星上供配電有線遙測參數(shù)和星表插頭狀態(tài)；將所有測試和統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)視終端計算機進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視；自動將全部測試和統(tǒng)計數(shù)據(jù)、操作日志存入本機，可完整復(fù)現(xiàn)衛(wèi)星測試過程以備查閱。衛(wèi)星發(fā)射控制臺是衛(wèi)星從研制到發(fā)射整個過程中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。
[0004]隨著我國自主研發(fā)衛(wèi)星型號的日益增加，傳統(tǒng)大中型衛(wèi)星發(fā)射控制臺的弊端也日益凸顯:
[0005]1、集成度較低。功能模塊或接口不統(tǒng)一、擴展接口有限；或分散于不同機箱之中，設(shè)備體積較為龐大，難以滿足大中型衛(wèi)星不斷增加的測試需求以及衛(wèi)星測試設(shè)備小型化、高集成度、易擴展的要求。
[0006]2、功能獨立性不強。傳統(tǒng)的發(fā)射控制臺需要太陽電池模擬陣配合才能完成衛(wèi)星脫落插頭脫落和分離插頭分離操作。
[0007]3、自動化測試程度較低，主要表現(xiàn)為以下三個方面:
[0008](I)測試時需要對大量遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行人工判讀和對衛(wèi)星加斷電相關(guān)信息進(jìn)行人工統(tǒng)計且要求測試人員對星地接口關(guān)系、發(fā)射控制臺以及衛(wèi)星電源分系統(tǒng)和總體電路分系統(tǒng)的工作原理非常熟悉。否則，可能出現(xiàn)誤判、漏判的現(xiàn)象，費時費力，造成測試效率低下，增加了測試時間和人力成本；
[0009](2)沒有根據(jù)衛(wèi)星測試狀態(tài)變化而自適應(yīng)地改變測試策略，造成發(fā)射控制臺測試資源浪費，縮短了設(shè)備的使用壽命；
[0010](3)對于網(wǎng)絡(luò)故障缺少自動恢復(fù)機制，需要人工干預(yù)，造成測試不便；

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種基于PXI架構(gòu)的大中型衛(wèi)星通用發(fā)射控制臺，用于大中型衛(wèi)星的控制、監(jiān)測和各階段的電測試。
[0012]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0013]一種基于PXI架構(gòu)的大中型衛(wèi)星通用發(fā)射控制臺，包括:PXI信號采集與控制工控機1、模塊化信號調(diào)理機箱2、大功率供電執(zhí)行器機箱3以及脫落分離電源模塊4，其中:
[0014]所述PXI信號采集與控制工控機I通過網(wǎng)絡(luò)接口接入衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)，接收來自衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)的總控終端計算機的遠(yuǎn)程控制指令，解析并完成相應(yīng)控制動作并將結(jié)果和統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送給衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)的衛(wèi)星綜合測試服務(wù)器，由衛(wèi)星綜合測試服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至衛(wèi)星綜合測試系統(tǒng)的監(jiān)視終端計算機進(jìn)行統(tǒng)一遠(yuǎn)程監(jiān)視。同時，自動將全部測試數(shù)據(jù)、操作日志存入PXI信號采集與控制工控機1，可完整復(fù)現(xiàn)衛(wèi)星測試過程以備查閱；
[0015]所述模塊化信號調(diào)理機箱2連接星地長電纜并通過脫落插頭和分離插頭分別與衛(wèi)星直接相連；模塊化信號調(diào)理機箱2通過內(nèi)部轉(zhuǎn)接電纜分別與PXI信號采集與控制工控機I和大功率供電執(zhí)行器機箱3相連，完成對衛(wèi)星信號調(diào)理，實現(xiàn)衛(wèi)星信號與所述PXI信號采集與控制工控機之間的信號電氣接口適配，完成PXI信號采集與控制工控機對大功率供電執(zhí)行器機箱的控制信號調(diào)理；所述衛(wèi)星信號包括:星上模擬量信號、星上狀態(tài)量信號以及星上控制信號；PXI信號采集與控制工控機
[0016]所述大功率供電執(zhí)行器機箱3前端接收太陽電池模擬陣的功率信號，后端連接星地長電纜并通過脫落插頭和分離插頭輸出至衛(wèi)星；
[0017]所述脫落分離電源模塊4通過網(wǎng)絡(luò)接口接收來自所述PXI信號采集與控制工控機I的控制命令，完成工作參數(shù)的設(shè)置并輸出功率信號經(jīng)所述模塊化信號調(diào)理機箱2送至衛(wèi)星用以執(zhí)行衛(wèi)星脫落插頭脫落以及分離插頭分離動作。
[0018]優(yōu)選地，所述PXI信號采集與控制工控機內(nèi)配置有嵌入式控制器模塊以及分別與嵌入式控制器模塊控制連接的多路復(fù)用器模塊、數(shù)字萬用表模塊、數(shù)字1模塊以及繼電器開關(guān)模塊；其中:
[0019]所述多路復(fù)用器模塊和數(shù)字萬用表模塊配合與經(jīng)模塊化信號調(diào)理機箱調(diào)理后的星上模擬量信號對接，用于星上模擬量信號的時分復(fù)用采集；
[0020]所述數(shù)字1模塊與經(jīng)模塊化信號調(diào)理機箱調(diào)理后星上狀態(tài)量信號對接，用于星上狀態(tài)量信號采集；
[0021]所述繼電器開關(guān)模塊分別與星上控制信號、模塊化信號調(diào)理機箱和大功率供電執(zhí)行器機箱對接，分別用于產(chǎn)生有線控制信號脈沖a、有線控制信號脈沖b和有線控制信號脈沖c ;其中，所述有線控制信號脈沖a用于控制星上單機的通斷，所述有線控制信號脈沖b用于脫落插頭和分離插頭的供電通路通斷控制以及脫落插頭脫落和分離插頭分離動作控制，所述有線控制信號脈沖c用于太陽電池模擬陣與衛(wèi)星之間的供充電通路的通斷控制；
[0022]所述嵌入式控制器模塊通過PXI總線分別控制多路復(fù)用器模塊、數(shù)字萬用表模塊、數(shù)字1模塊以及繼電器開關(guān)模塊，并完成嵌入式控制器模塊、多路復(fù)用器模塊、數(shù)字萬用表模塊、數(shù)字1模塊以及繼電器開關(guān)模塊之間的數(shù)據(jù)交互。
[0023]優(yōu)選地，所述嵌入式控制器模塊設(shè)有網(wǎng)絡(luò)故障自動檢測及恢復(fù)模塊。
[0024]優(yōu)選地，所述嵌入式控制器模塊設(shè)有衛(wèi)星狀態(tài)判斷以及衛(wèi)星加斷電時間統(tǒng)計及清零模塊，所述衛(wèi)星狀態(tài)判斷以及衛(wèi)星加斷電時間統(tǒng)計及清零模塊根據(jù)衛(wèi)星狀態(tài)改變測試策略，用于延長多路復(fù)用器模塊、數(shù)字萬用表模塊的使用壽命；同時，衛(wèi)星狀態(tài)判斷以及衛(wèi)星加斷電時間統(tǒng)計及清零模塊自動統(tǒng)計衛(wèi)星加斷電的相關(guān)信息，根據(jù)測試需要實現(xiàn)單次或歷史衛(wèi)星加電時間清零功能。
[0025]優(yōu)選地，所述嵌入式控制器模塊內(nèi)安裝有基于LabVIEW圖形化編程語言開發(fā)的通用發(fā)射控制臺軟件，所述通用發(fā)射控制臺軟件通過修改通用發(fā)射控制臺軟件的配置參數(shù)實現(xiàn)對不同型號衛(wèi)星的軟件移植；
[0026]所述配置參數(shù)包括:發(fā)射控制臺IP、衛(wèi)星型號、綜合測試服務(wù)器地址、端口號、登錄用戶名及密碼、母線電壓閾值、各母線電流的轉(zhuǎn)換參數(shù)、加電時間清零設(shè)置值。
[0027]優(yōu)選地，所述PXI信號采集與控制工控機內(nèi)還設(shè)置有多個用于功能模塊擴展的擴展插槽。
[0028]優(yōu)選地，所述模塊化信號調(diào)理機箱內(nèi)設(shè)置有5類模塊化調(diào)理板，分別為:模擬量調(diào)理板、觸點狀態(tài)調(diào)理板、電平狀態(tài)調(diào)理板、控制調(diào)理板和繼電器調(diào)理板；其中:
[0029]所述模擬量調(diào)理板調(diào)理衛(wèi)星有線下傳的模擬量信號，用于后端PXI信號采集與控制工控機進(jìn)行米集；
[0030]所述觸點狀態(tài)調(diào)理板調(diào)理衛(wèi)星有線下傳觸點類狀態(tài)信號，實現(xiàn)與PXI信號采集與控制工控機之間的電氣接口適配；
[0031]所述電平狀態(tài)調(diào)理板調(diào)理衛(wèi)星有線下傳電平類狀態(tài)信號，實現(xiàn)與PXI信號采集與控制工控機之間的電氣接口適配；
[0032]所述控制調(diào)理板用于繼電器開關(guān)模塊與大功率供電執(zhí)行器機箱的對接中，當(dāng)繼電器開關(guān)模塊產(chǎn)生至少一路有線控制信號脈沖用于控制大功率供電執(zhí)行器機箱中的對應(yīng)大功率繼電器動作時，控制調(diào)理板防止該有線控制信號脈沖誤觸發(fā)剩余通路大功率繼電器動作；
[0033]所述繼電器調(diào)理板用于泄放大功率供電執(zhí)行器機箱中的大功率繼電器動作時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
[0034]優(yōu)選地，所述大功率供電執(zhí)行器機箱設(shè)有磁保持繼電器，用于控制太陽電池模擬陣與衛(wèi)星之間的供充電通路的通斷。
[0035]優(yōu)選地，所述脫落分離電源模塊，提供如下兩種功率:
[0036]第