基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于運(yùn)載火箭動(dòng)力測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域，特別針對(duì)大型低溫動(dòng)力運(yùn)載火箭而設(shè) 計(jì)，涉及基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在新型低溫動(dòng)力火箭動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提出了包括液氫開(kāi)始加注后/泄出完成前無(wú) 人值守、允許長(zhǎng)時(shí)間推遲發(fā)射能力和簡(jiǎn)化箭地接口關(guān)系在內(nèi)的重要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，這些準(zhǔn)則帶 了供配氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和操作模式的改變，以往人工值班的方式將不再適用與當(dāng)前的發(fā)射 模式，因而需要供配氣系統(tǒng)中需采用冗余設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)以滿(mǎn)足型號(hào)的設(shè)計(jì)要求和 功能要求。
[0003] 傳統(tǒng)常溫運(yùn)載火箭通常采用依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)暮蠖嗽鰤嚎刂婆c前端人工手動(dòng)增 壓相結(jié)合的方式，前者將測(cè)量系統(tǒng)采集到的箭上遙測(cè)箱壓參數(shù)發(fā)送至后端動(dòng)力系統(tǒng)指控工 作站，再由后端指控工作站進(jìn)行相應(yīng)的增壓線(xiàn)路控制，后者更依賴(lài)于操作手的經(jīng)驗(yàn)和口令 傳達(dá)的準(zhǔn)確性，因此，網(wǎng)絡(luò)延遲及其不確定性等已成為影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性的重要因 素。新一代低溫運(yùn)載火箭極大的壓縮了推進(jìn)劑加注后的射前流程，并且更由于其逆流程代 價(jià)巨大，因此對(duì)射前各項(xiàng)功能動(dòng)作的可靠性也提出了更高的要求，再結(jié)合其對(duì)前端無(wú)人值 守的高安全性要求，上述傳統(tǒng)增壓控制方式已無(wú)法滿(mǎn)足新一代低溫運(yùn)載火箭的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增 壓切換控制方法，該方法實(shí)現(xiàn)了供配氣系統(tǒng)的冗余控制，提高供配氣系統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性和 功能完備性，在提升系統(tǒng)對(duì)故障響應(yīng)速度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸處理的實(shí)時(shí)性，并通過(guò)前 端自閉環(huán)控制，消除了前后端網(wǎng)絡(luò)故障的影響。
[0005] 本發(fā)明的上述目的主要是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法，通過(guò)運(yùn)載火箭動(dòng)力測(cè)控系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)，所述運(yùn)載火箭動(dòng)力測(cè)控系統(tǒng)包括測(cè)量系統(tǒng)前端中繼器、測(cè)量系統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備、測(cè)量系 統(tǒng)后端解調(diào)設(shè)備、PLC控制主機(jī)、PLC控制副機(jī)、動(dòng)力繼電器機(jī)柜和地面配氣臺(tái)，具體實(shí)現(xiàn)步 驟如下：
[0007] 步驟(一)測(cè)量系統(tǒng)前端中繼器采集箭上貯箱壓力傳感器的壓力信號(hào)，轉(zhuǎn)換為測(cè)量 系統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備需要的數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至測(cè)量系統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備;測(cè)量系統(tǒng)前端解調(diào) 設(shè)備將接收到的數(shù)字信號(hào)分為兩路，一路同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)至PLC控制主機(jī)和PLC控制副機(jī)，將另一 路數(shù)字信號(hào)由電信號(hào)形式轉(zhuǎn)換為光信號(hào)形式，傳輸至測(cè)量系統(tǒng)后端解調(diào)設(shè)備；
[0008] 步驟(二）、PLC控制主機(jī)和PLC控制副機(jī)分別接收測(cè)量系統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備傳輸?shù)臄?shù) 字信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)清洗、平滑濾波、壓力帶閾值判斷和三取二決策，得到地面配氣臺(tái)的增壓 閥通斷信號(hào)，并發(fā)送給動(dòng)力繼電器機(jī)柜，動(dòng)力繼電器機(jī)柜帶動(dòng)地面配氣臺(tái)的增壓閥動(dòng)作；
[0009] 步驟(三）、若測(cè)量系統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備與PLC控制主機(jī)、PLC控制副機(jī)的數(shù)字信號(hào)傳 輸鏈路發(fā)生故障，或者PLC控制主機(jī)或PLC控制副機(jī)的增壓閉環(huán)控制程序出現(xiàn)異常，則切換 到手動(dòng)增壓模式；
[0010]步驟（四）、若測(cè)量系統(tǒng)前端中繼器對(duì)箭上貯箱壓力傳感器的壓力信號(hào)采集功能出 現(xiàn)故障，或者測(cè)量系統(tǒng)前端中繼器與測(cè)量系統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸鏈路出現(xiàn)故 障，則切換到測(cè)試增壓模式。
[0011] 在上述基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法中，步驟(三）中的手動(dòng)增壓 模式具體包括如下步驟，所述運(yùn)載火箭動(dòng)力測(cè)控系統(tǒng)還包括動(dòng)力系統(tǒng)指控工作站：
[0012] (1)、測(cè)量系統(tǒng)前端中繼器采集箭上貯箱壓力傳感器的壓力信號(hào)，轉(zhuǎn)換為測(cè)量系統(tǒng) 前端解調(diào)設(shè)備需要的數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至測(cè)量系統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備;測(cè)量系統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備 將接收到的數(shù)字信號(hào)由電信號(hào)形式轉(zhuǎn)換為光信號(hào)形式，傳輸至測(cè)量系統(tǒng)后端解調(diào)設(shè)備；
[0013] (2)、測(cè)量系統(tǒng)后端解調(diào)設(shè)備將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳輸給動(dòng)力系統(tǒng)指 控工作站；
[0014] (3)、動(dòng)力系統(tǒng)指控工作站接收所述電信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)清洗、平滑濾波、壓力帶閾值 判斷和三取二決策，得到地面配氣臺(tái)的增壓閥通斷信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)指令，并將所述網(wǎng)絡(luò)指令發(fā) 送至PLC控制主機(jī)和PLC控制副機(jī)；
[0015] (4)、PLC控制主機(jī)、PLC控制副機(jī)將接收到的網(wǎng)絡(luò)指令解析為地面配氣臺(tái)的增壓閥 通斷信號(hào)，并發(fā)送給動(dòng)力繼電器機(jī)柜，動(dòng)力繼電器機(jī)柜帶動(dòng)地面配氣臺(tái)的增壓閥動(dòng)作。
[0016] 在上述基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法中，步驟（四）中的測(cè)試增壓 模式具體包括如下步驟，所述運(yùn)載火箭動(dòng)力測(cè)控系統(tǒng)還包括信號(hào)調(diào)理組合、PXI測(cè)試主機(jī)和 PXI測(cè)試副機(jī)：
[0017] (1)、地面配氣臺(tái)將供氣管路上的壓力傳感器測(cè)量得到的壓力信號(hào)，經(jīng)過(guò)動(dòng)力繼電 器機(jī)柜轉(zhuǎn)發(fā)給信號(hào)調(diào)理組合，所述供氣管路用于為箭上貯箱供氣；
[0018] (2)、信號(hào)調(diào)理組合將所述壓力信號(hào)由電流信號(hào)形式轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)形式，并分為 兩路，同時(shí)發(fā)送給PXI測(cè)試主機(jī)和PXI測(cè)試副機(jī)；
[0019] (3)、PXI測(cè)試主機(jī)和PXI測(cè)試副機(jī)將所述電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)清洗和平滑 濾波，轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，發(fā)送給動(dòng)力系統(tǒng)指控工作站；
[0020] (4)、動(dòng)力系統(tǒng)指控工作站選擇接收PXI測(cè)試主機(jī)或PXI測(cè)試副機(jī)發(fā)送的所述網(wǎng)絡(luò) 信號(hào)，經(jīng)過(guò)壓力帶的閾值判斷，得到地面配氣臺(tái)的增壓閥通斷信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)指令，并將所述網(wǎng) 絡(luò)指令發(fā)送至PLC控制主機(jī)和PLC控制副機(jī)；
[0021] (5)、PLC控制主機(jī)、PLC控制副機(jī)將接收到的網(wǎng)絡(luò)指令解析為地面配氣臺(tái)的增壓閥 通斷信號(hào)，并發(fā)送給動(dòng)力繼電器機(jī)柜，動(dòng)力繼電器機(jī)柜帶動(dòng)地面配氣臺(tái)的增壓閥動(dòng)作。
[0022] 在上述基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法中，步驟(4)中動(dòng)力系統(tǒng)指 控工作站選擇接收PXI測(cè)試主機(jī)或PXI測(cè)試副機(jī)發(fā)送的所述網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的具體方法如下：
[0023] 動(dòng)力系統(tǒng)指控工作站優(yōu)先選擇接收PXI測(cè)試主機(jī)發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到在設(shè) 定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)力系統(tǒng)指控工作站接收的網(wǎng)路數(shù)據(jù)保持不變，則判斷出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，切換為 動(dòng)力系統(tǒng)指控工作站接收PXI測(cè)試副機(jī)發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。
[0024]在上述基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法中，設(shè)定的時(shí)間為Is~20s。
[0025]在上述基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法中，步驟(一）中，測(cè)量系統(tǒng) 前端中繼器采集箭上貯箱壓力傳感器的壓力信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字編碼轉(zhuǎn)換為測(cè)量系 統(tǒng)前端解調(diào)設(shè)備需要的數(shù)字信號(hào)。
[0026] 在上述基于高速采集數(shù)據(jù)的配氣臺(tái)增壓切換控制方法中，步驟(二）、步驟(3)和步 驟(4)中壓力帶閾值判斷的依據(jù)如下：
[0027] 所述動(dòng)地面配氣臺(tái)的增壓閥包括大增壓閥、小增壓閥和放氣閥；
[0028] 針對(duì)大增壓閥：
[0029] (1)、若經(jīng)過(guò)平滑濾波后的壓力數(shù)據(jù)在壓力帶下限P1以下，則接通地面配氣臺(tái)的大 增壓閥；
[0030] (2)、若經(jīng)過(guò)平滑濾波后的壓力數(shù)據(jù)在壓力帶下限P1以上，則斷開(kāi)地面配氣臺(tái)的大 增壓閥；
[0031] 針對(duì)小增壓閥：
[0032] (3)、若經(jīng)過(guò)平滑濾波后的壓力數(shù)據(jù)在壓力帶上限P3以上，則斷開(kāi)地面配氣臺(tái)的小 增壓閥；
[0033] (4)、若經(jīng)過(guò)平滑濾波后的壓