一種422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，包括地面綜合控制臺(tái)、調(diào)理控制機(jī)箱、飛行控制計(jì)算機(jī)和遙測(cè)/遙控系統(tǒng)。地面綜合控制臺(tái)的主控計(jì)算機(jī)利用人機(jī)交互界面，以MOXA的CP-134U-I/DB9M板卡作為422節(jié)點(diǎn)，接收和發(fā)送命令并顯示狀態(tài)消息。調(diào)理控制機(jī)箱進(jìn)行地面和彈上的供配電、信號(hào)轉(zhuǎn)接、信號(hào)狀態(tài)監(jiān)控和測(cè)試。飛行控制計(jì)算機(jī)接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的命令，實(shí)時(shí)反饋飛行器上的狀態(tài)信息給地面。本發(fā)明能完成全系統(tǒng)的地面測(cè)試，彈上系統(tǒng)自檢以及結(jié)果回傳，飛行控制數(shù)據(jù)裝訂，重要參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)及系統(tǒng)信息回讀，實(shí)現(xiàn)了總線信息的全面監(jiān)控，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)顯示，安全保護(hù)一體化設(shè)計(jì)。
【專利說(shuō)明】—種422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地面測(cè)發(fā)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]固液動(dòng)力飛行器是一種新型的、采用固液動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置的、具有推力可調(diào)、可多次啟動(dòng)等特點(diǎn)的飛行器。相較于固體動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，固液動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)推力調(diào)節(jié)、長(zhǎng)時(shí)間工作、多次啟動(dòng)，并且燃燒產(chǎn)物不污染環(huán)境；相較于液體動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，固液動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉。因此，在新一代飛行器動(dòng)力系統(tǒng)研制中，固液動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)具有較大的優(yōu)勢(shì)。
[0003]然而飛行器的地面測(cè)試、點(diǎn)火發(fā)射、安全控制具有高成本、高風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)，這就要求地面的測(cè)發(fā)控裝置具備較高的可靠性、安全性和容錯(cuò)性，以確保飛行器地面測(cè)試發(fā)射高效可靠和操作人員的人身安全。在文獻(xiàn)導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù)-2004-1 (34)《載人航天運(yùn)載火箭地面測(cè)試發(fā)射控制系統(tǒng)》中介紹的測(cè)試發(fā)射控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，不易移動(dòng)，不能適應(yīng)野外機(jī)動(dòng)發(fā)射的條件。而在文獻(xiàn)測(cè)控技術(shù)2012年第31卷增刊《基于VXI的導(dǎo)彈地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)》中介紹的VXI總線的導(dǎo)彈地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，因不涉及到彈上飛行控制計(jì)算機(jī)、遙測(cè)/遙控系統(tǒng)等控制設(shè)備，地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)功能及構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單，可測(cè)量的狀態(tài)量也相對(duì)較少，只能實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的測(cè)發(fā)功能，不能全面的反映彈上以及地面的狀態(tài)信息。同時(shí)，固液動(dòng)力飛行器要求能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行安全可靠地測(cè)試發(fā)射控制，并對(duì)點(diǎn)火器點(diǎn)火和閥門動(dòng)作等控制時(shí)序要求較高的精度。
[0004]固液動(dòng)力飛行器集成了液體動(dòng)力飛行器和固體動(dòng)力飛行器的特點(diǎn)，但是目前關(guān)于固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)研究的相關(guān)文獻(xiàn)很少，特別是對(duì)于含有彈上飛行控制系統(tǒng)，要求能夠進(jìn)行彈體姿態(tài)控制的固液動(dòng)力飛行器的地面測(cè)試、發(fā)射、安全控制以及良好的人機(jī)交互等一體化設(shè)計(jì)更加稀缺。因此，對(duì)固液動(dòng)力飛行器的地面測(cè)試發(fā)射控制系統(tǒng)的研究具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提出了一種422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)。本發(fā)明考慮到固液動(dòng)力飛行器的特點(diǎn)，提出了一種能夠在飛行器發(fā)射準(zhǔn)備階段實(shí)現(xiàn)對(duì)彈上設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、遠(yuǎn)程安全可靠點(diǎn)火，并能夠?qū)c(diǎn)火前地面以及彈上的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、采集和記錄的地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供的一種422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，包括地面綜合控制臺(tái)、調(diào)理控制機(jī)箱、飛行控制計(jì)算機(jī)以及遙測(cè)/遙控系統(tǒng)。調(diào)理控制機(jī)箱位于發(fā)射架下方，地面綜合控制臺(tái)位于安全距離以外，飛行控制計(jì)算機(jī)和遙測(cè)/遙控系統(tǒng)設(shè)置在固液動(dòng)力飛行器上。
[0007]地面綜合控制臺(tái)包括主控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程控制盒。主控計(jì)算機(jī)包括人機(jī)交互界面和在PCI插槽上安裝的MOXA的CP-134U-1/DB9M板卡。所述的CP-134U-1/DB9M板卡含有一個(gè)設(shè)置為RS422模式的44芯串口輸出，44芯串口輸出通過(guò)I轉(zhuǎn)4的串口轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為4個(gè)9芯輸出COMO、COMl、COM2和COM3，COMO用于與飛行控制計(jì)算機(jī)的RS422 口連接，COMUCOM2分別用于與遙測(cè)/遙控系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的RS422 口連接，COM3與調(diào)理控制機(jī)箱的FPGA控制電路的RS422 口連接。所述的遠(yuǎn)程控制盒包含兩套緊急斷電裝置和遠(yuǎn)程泄壓閥開關(guān)按鈕；兩套緊急斷電裝置中的一個(gè)作為另一個(gè)的備份，每套裝置上都含有鑰匙鎖，當(dāng)按下緊急斷電裝置的按鈕時(shí)，將斷掉飛行器上的全部供電；遠(yuǎn)程泄壓閥開關(guān)用于控制飛行器上遠(yuǎn)程泄壓閥的開關(guān)。
[0008]調(diào)理控制機(jī)箱包括控制箱和電源箱。控制箱包含F(xiàn)PGA控制電路和繼電器。FPGA控制電路采集固液動(dòng)力飛行器上的電池電壓信號(hào)，并反饋給主控計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示，將從固液動(dòng)力飛行器傳輸來(lái)的3路RS422信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接和隔離輸出，并接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的命令觸發(fā)繼電器動(dòng)作，反饋繼電器的狀態(tài)給主控計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)與FPGA控制電路之間通過(guò)RS422傳輸電纜連接，傳輸4路RS422信號(hào)。繼電器依據(jù)FPGA控制電路傳送來(lái)的控制信號(hào)和遠(yuǎn)程控制盒發(fā)送來(lái)的控制信號(hào)，控制電源箱中的電源開關(guān)。電源箱內(nèi)包含6塊開關(guān)電源，其中3塊電源用于為飛行器上的舵機(jī)供電，一塊電源用作提供點(diǎn)火信號(hào)，一塊電源用作提供激活飛行器上電池的信號(hào)，一塊電源給轉(zhuǎn)電前飛行器上的控制設(shè)備供電?？刂葡渲械腇PGA控制電路，還根據(jù)主控計(jì)算機(jī)發(fā)送來(lái)命令控制遠(yuǎn)程泄壓閥動(dòng)作。
[0009]飛行控制計(jì)算機(jī)的RS422 口和遙測(cè)/遙控系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的RS422 口都通過(guò)RS422電纜與飛行器的主脫插插座連接。飛行器的主脫插插座通過(guò)外部RS422電纜連接FPGA控制電路，傳輸3路RS422信號(hào)。
[0010]飛行控制計(jì)算機(jī)通過(guò)RS422信號(hào)線路與地面綜合控制臺(tái)進(jìn)行通訊，一方面，接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的命令，另一方面，將飛行器上壓力傳感器采集的壓力信息進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后通過(guò)RS422 口發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)，并實(shí)時(shí)反饋飛行器上的狀態(tài)信息給主控計(jì)算機(jī)。
[0011]遙測(cè)/遙控系統(tǒng)包含發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過(guò)兩路RS422信號(hào)對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的工作頻段進(jìn)行設(shè)置。
[0012]本發(fā)明提供的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:
[0013](I)本發(fā)明的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了固液動(dòng)力飛行器安全高效地地面測(cè)試發(fā)射控制。
[0014](2)本發(fā)明的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)采用了 422總線的控制方式，各設(shè)備系統(tǒng)通過(guò)全雙工的雙向智能RS-422串行總線進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。
[0015](3)本發(fā)明的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)在通信協(xié)議中加入兩個(gè)字節(jié)的幀頭以及校驗(yàn)和，可大大減少通信的誤碼率。一旦出現(xiàn)丟幀或者通訊錯(cuò)誤，系統(tǒng)能智能地識(shí)別錯(cuò)誤，同時(shí)上報(bào)通訊故障信息并重新發(fā)送命令消息。
[0016](4)本發(fā)明的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)要求對(duì)固液動(dòng)力飛行器能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行安全可靠地測(cè)試發(fā)射控制，并對(duì)點(diǎn)火器點(diǎn)火和閥門動(dòng)作等控制時(shí)序要求較高的精度，因此需要在發(fā)射前進(jìn)行時(shí)序功能測(cè)試，以進(jìn)一步驗(yàn)證其可靠性和安全性。
[0017](5)本發(fā)明的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)中的地面綜合控制臺(tái)上的主控計(jì)算機(jī)上利用MFC設(shè)計(jì)的人機(jī)交互界面，能夠同時(shí)采集和發(fā)送4個(gè)RS422 口的消息數(shù)據(jù)，并且設(shè)置有串口配置區(qū)，可方便用戶進(jìn)行串口配置選擇，并且每個(gè)RS422 口的波特率可單獨(dú)設(shè)置。[0018](6)本發(fā)明中采用FPGA控制電路板將飛行器上的RS422總線進(jìn)行轉(zhuǎn)接，并輸出到地面的主控計(jì)算機(jī)，4路RS422總線采用屏蔽電纜相互隔離設(shè)計(jì)，互不干擾。
[0019](7)本發(fā)明的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，便攜性好，并且每套設(shè)備都配備了安全保障措施，防止非專業(yè)人員誤操作造成嚴(yán)重的后果。一旦出現(xiàn)緊急情況能通過(guò)遠(yuǎn)程泄壓閥對(duì)氣瓶中的高壓氣體進(jìn)行泄壓，避免意外發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分布圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的人機(jī)交互界面圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的調(diào)理控制機(jī)箱中RSP-3000電源塊的正面圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)利用外部電源對(duì)遙控開關(guān)電源進(jìn)行控制的接線圖；
[0024]圖5是本發(fā)明的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的通信及供電的線纜連接圖；
[0025]圖6是本發(fā)明的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的操作流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0027]本發(fā)明提出的一種422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，以RS422總線儀器為核心，采用前后端分布式布局，如圖1所示，具體包括地面綜合控制臺(tái)1、調(diào)理控制機(jī)箱
2、飛行控制計(jì)算機(jī)3以及遙測(cè)/遙控系統(tǒng)4。其中調(diào)理控制機(jī)箱2位于發(fā)射架下方，地面綜合控制臺(tái)I位于安全距離以外。本發(fā)明實(shí)施例中的固液動(dòng)力飛行器為一固液動(dòng)力探空火箭
5。飛行控制計(jì)算機(jī)3和遙測(cè)/遙控系統(tǒng)4安裝在固液動(dòng)力探空火箭5上，如圖1所示，位于火箭的頭部?；鸺?上的壓力傳感器52和遠(yuǎn)程泄壓閥53的位置在火箭的中部，箭上電池51位于火箭的頭部。
[0028]地面綜合控制臺(tái)I主要包括主控計(jì)算機(jī)11和遠(yuǎn)程控制盒12。其中主控計(jì)算機(jī)11包括人機(jī)交互界面101以及在計(jì)算機(jī)的PCI (Peripheral Component Interconnect)插槽上安裝的 MOXA 的 CP-134U-1/DB9M 板卡 102。
[0029]MOXA的CP-134U-1/DB9M板卡102，如圖1所示，簡(jiǎn)稱MOXA多串口板卡102，含有一個(gè)44芯的串口輸出；有兩種工作模式，即RS422模式和RS485模式，RS485模式為半雙工工作方式，RS422模式為全雙工工作方式，本發(fā)明中采取的是RS422工作模式，可提高通信的傳輸率，通過(guò)安裝在主控計(jì)算機(jī)11上的驅(qū)動(dòng)配置軟件上更改其模式位，選擇RS422模式。因此MOXA多串口板卡102的44芯輸出即為RS422的輸出口，44芯的串口輸出再通過(guò)一個(gè)I轉(zhuǎn)4的串口轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換之后的均為9芯輸出(簡(jiǎn)稱DB9)，4個(gè)DB9 口分別為COMO、COMUCOM2和COM3，其中COMO與飛行控制計(jì)算機(jī)3的RS422 口連接，C0M1、C0M2分別與遙測(cè)/遙控系統(tǒng)4的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的RS422 口連接，COM3與調(diào)理控制機(jī)箱2的FPGA控制電路201的RS422 口連接。9芯輸出中實(shí)際用于信號(hào)傳輸?shù)闹挥?芯，分別為:接收信號(hào)正(RX+)，接收信號(hào)負(fù)(RX-)，地信號(hào)(GND)，發(fā)送信號(hào)正(TX+)以及發(fā)送信號(hào)負(fù)(TX-)。[0030]遠(yuǎn)程控制盒12作為緊急斷電和遠(yuǎn)程泄壓閥兩個(gè)重要功能的一個(gè)硬件備份，遠(yuǎn)程控制盒12包含兩套緊急斷電裝置和遠(yuǎn)程泄壓閥開關(guān)按鈕。兩套緊急斷電裝置，其中一個(gè)也作為另一個(gè)的備份，每套裝置上都含有鑰匙鎖，防止誤操作，一旦按下緊急斷電裝置的按鈕，能斷掉箭上的全部供電。遠(yuǎn)程泄壓閥開關(guān)用于控制固液動(dòng)力探空火箭3上的遠(yuǎn)程泄壓閥53，釋放箭體上高壓氣瓶中的氣體，在緊急情況發(fā)生時(shí)，防止高壓氣瓶中的氣體進(jìn)入液體貯箱造成爆炸。
[0031]人機(jī)交互界面101采用MFC設(shè)計(jì)，利用Visual C++6.0編譯完成，運(yùn)行在WindowsXP操作系統(tǒng)上，如圖2所示。MFC具有良好的人機(jī)交互，設(shè)計(jì)方便，操作簡(jiǎn)單，并且上手容易，具有高度模塊化設(shè)計(jì)。人機(jī)交互界面101工作之前，需要用戶登錄才能進(jìn)行下一步操作，增強(qiáng)了安全性和可靠性。并且測(cè)試區(qū)與監(jiān)控區(qū)獨(dú)立隔離，相互區(qū)分，便于操作人員對(duì)于不同數(shù)據(jù)的隔離觀測(cè)與記錄。
[0032]調(diào)理控制機(jī)箱2包括控制箱21和電源箱22，控制箱21主要用于對(duì)彈地信號(hào)隔離變換、信號(hào)轉(zhuǎn)接，彈上火工品測(cè)量通道選通、信號(hào)狀態(tài)監(jiān)控和測(cè)試，并執(zhí)行點(diǎn)火發(fā)射、解除發(fā)射等任務(wù)?？刂葡?1中包含一個(gè)以FPGA (Field-Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)芯片為核心的控制電路201 (簡(jiǎn)稱FPGA控制電路201)和繼電器202。FPGA控制電路201所采用的FPGA芯片型號(hào)為XC3S250，主要用來(lái)對(duì)火箭5上的電池電壓信號(hào)進(jìn)行采集，并反饋到后端的主控計(jì)算機(jī)11上進(jìn)行顯示。電壓信號(hào)是和火箭5上的3路RS422信號(hào)一同經(jīng)過(guò)主脫落插頭引出，外部通過(guò)電纜線再傳輸?shù)秸{(diào)理控制機(jī)箱2。另外，F(xiàn)PGA控制電路201還用作箭上傳輸來(lái)的3路RS422信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)接和隔離輸出，并接收主控計(jì)算機(jī)11發(fā)送的命令觸發(fā)繼電器202動(dòng)作，同時(shí)反饋后端繼電器202的動(dòng)作狀態(tài)。繼電器202依據(jù)FPGA控制電路傳送來(lái)的控制信號(hào)和遠(yuǎn)程控制盒12發(fā)送來(lái)的控制信號(hào)，控制電源箱22中的電源開關(guān)。圖1調(diào)理控制機(jī)箱2中FPGA控制電路201與繼電器202之間的4根信號(hào)線路分別代表:轉(zhuǎn)電信號(hào)、緊急斷電信號(hào)、電池激活信號(hào)以及點(diǎn)火信號(hào)。
[0033]電源箱22除了為調(diào)理控制機(jī)箱2中控制箱21供電，轉(zhuǎn)電前為箭上供電，同時(shí)還提供了激活箭上電池51的信號(hào)以及點(diǎn)火器的點(diǎn)火信號(hào)。此外，電源箱22的機(jī)箱側(cè)面上含有電流表和電壓表，用來(lái)顯示電源箱22中開關(guān)電源輸出的電壓和電流，操作人員可以根據(jù)其顯示數(shù)據(jù)來(lái)判斷是否滿足供電要求。
[0034]電源箱22內(nèi)部包含6塊開關(guān)電源，其中3塊電源用于為箭上的舵機(jī)供電，一塊電源用作提供點(diǎn)火信號(hào)，一塊電源用作提供激活箭上電池的信號(hào)，一塊電源給轉(zhuǎn)電前箭上的控制設(shè)備供電。箭上的控制設(shè)備包括飛行控制計(jì)算機(jī)3、遙測(cè)/遙控系統(tǒng)4、舵控系統(tǒng)以及組合導(dǎo)航系統(tǒng)等。3塊舵機(jī)電源型號(hào)為臺(tái)灣明緯公司的RSP-3000-48，輸入交流220V，輸出直流48V，由于考慮到彈上舵機(jī)上電瞬間會(huì)產(chǎn)生大的沖擊電流，為了保護(hù)地面的開關(guān)電源，需要將3塊RSP-3000-48電源并聯(lián)使用，3塊電源并聯(lián)輸出功率能達(dá)到9000W，滿足系統(tǒng)所要求的輸出功率；點(diǎn)火電源型號(hào)為臺(tái)灣明緯公司的RSP-750-27，輸入交流220V，輸出直流27V ;激活電源型號(hào)為臺(tái)灣明緯公司的RSP-750-12，輸入交流220V，輸出直流12V ;箭上控制設(shè)備供電電源型號(hào)為上海衡幅公司的HF900W-S-30，輸入交流220V，輸出直流30V。另外，每塊電池都有電壓可調(diào)的功能，其可調(diào)范圍為±10%，且均帶有短路保護(hù)、過(guò)負(fù)載保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)溫度保護(hù)，能夠滿足箭上設(shè)備所需的電壓和功率要求。
[0035]另外，RSP型號(hào)的三種電源都能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，即能通過(guò)外部接線端子來(lái)控制是否允許外部輸出。本發(fā)明中可通過(guò)主控計(jì)算機(jī)11發(fā)送的RS422指令來(lái)控制FPGA控制電路201，進(jìn)而來(lái)控制繼電器202動(dòng)作，以達(dá)到遠(yuǎn)程輸出保護(hù)的目的。如圖3所示為RSP電源(本發(fā)明中包括:RSP-3000-48，RSP-750-27, RSP-750-12)的正面圖，其中，控制端子腳位定義(CN1、CN2、CN3)分別如下面兩個(gè)表所示。
[0036]表1:控制端子腳位定義(CN1、CN2)
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其特征在于，包括地面綜合控制臺(tái)、調(diào)理控制機(jī)箱、飛行控制計(jì)算機(jī)以及遙測(cè)/遙控系統(tǒng)；其中，調(diào)理控制機(jī)箱位于發(fā)射架下方，地面綜合控制臺(tái)位于安全距離以外，飛行控制計(jì)算機(jī)以及遙測(cè)/遙控系統(tǒng)設(shè)置在固液動(dòng)力飛行器上；地面綜合控制臺(tái)包括主控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程控制盒；調(diào)理控制機(jī)箱包括控制箱和電源箱； 主控計(jì)算機(jī)包括人機(jī)交互界面和在PCI插槽上安裝的MOXA的CP-134U-1/DB9M板卡；所述的CP-134U-1/DB9M板卡含有一個(gè)設(shè)置為RS422模式的44芯串口輸出，44芯串口輸出通過(guò)I轉(zhuǎn)4的串口轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為4個(gè)9芯輸出COMO、COMU COM2和COM3，COMO用于與飛行控制計(jì)算機(jī)的RS422 口連接，COMU COM2分別用于與遙測(cè)/遙控系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的RS422 口連接，COM3與調(diào)理控制機(jī)箱的FPGA控制電路的RS422 口連接； 遠(yuǎn)程控制盒包含兩套緊急斷電裝置和遠(yuǎn)程泄壓閥開關(guān)按鈕；兩套緊急斷電裝置中的一個(gè)作為另一個(gè)的備份，每套裝置上都含有鑰匙鎖，當(dāng)按下緊急斷電裝置的按鈕時(shí)，將斷掉飛行器上的全部供電；遠(yuǎn)程泄壓閥開關(guān)用于控制飛行器上遠(yuǎn)程泄壓閥的開關(guān)； 控制箱包含F(xiàn)PGA控制電路和繼電器；FPGA控制電路采集固液動(dòng)力飛行器上的電池電壓信號(hào)，并反饋給主控計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示，將從固液動(dòng)力飛行器傳輸來(lái)的3路RS422信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接和隔離輸出，并接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的命令觸發(fā)繼電器動(dòng)作，反饋繼電器的狀態(tài)給主控計(jì)算機(jī)；繼電器依據(jù)FPGA控制電路傳送來(lái)的控制信號(hào)和遠(yuǎn)程控制盒發(fā)送來(lái)的控制信號(hào)，控制電源箱中的電源開關(guān)；主控計(jì)算機(jī)與FPGA控制電路之間通過(guò)RS422傳輸電纜連接，傳輸4路RS422信號(hào)； 電源箱內(nèi)包含6塊開關(guān)電源，其中3塊電源用于為飛行器上的舵機(jī)供電，一塊電源用作提供點(diǎn)火信號(hào)，一塊電源提供飛行器上電池激活信號(hào)，一塊電源給轉(zhuǎn)電前飛行器上的控制設(shè)備供電； 飛行控制計(jì)算機(jī)的RS422 口和遙測(cè)/遙控系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的RS422 口都通過(guò)RS422電纜與飛行器的主脫插插座連接；飛行器的主脫插插座外接RS422電纜連接FPGA控制電路，傳輸3路RS422信號(hào)；飛行控制計(jì)算機(jī)通過(guò)RS422信號(hào)線路與地面綜合控制臺(tái)進(jìn)行通訊，一方面，接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的命令，另一方面，將飛行器上壓力傳感器采集的壓力信息進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后通過(guò)RS422 口發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)，并實(shí)時(shí)反饋飛行器上的狀態(tài)信息給主控計(jì)算機(jī)；遙測(cè)/遙控系統(tǒng)包含發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過(guò)兩路RS422信號(hào)對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的工作頻段進(jìn)行設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的主控計(jì)算機(jī)的4個(gè)9芯輸出，通過(guò)20芯的RS422傳輸電纜與調(diào)理控制機(jī)箱的FPGA控制電路連接，調(diào)理控制機(jī)箱端的連接器采用26芯的航插28-12 ;所述的遠(yuǎn)程控制盒與調(diào)理控制機(jī)箱的繼電器之間直接通過(guò)屏蔽電纜連接，遠(yuǎn)程控制盒和調(diào)理控制機(jī)箱端的連接器均采用8芯的航插22-23。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的電源箱，完成四方面的功能:功能一，為飛行器上的控制設(shè)備供電，采用5線制為控制設(shè)備供電，其中4路用作設(shè)備供電，另外I路用作飛行控制計(jì)算機(jī)的鎖定地信號(hào)，電源箱上的連接器采用5芯的航插16S-8，并通過(guò)線纜連接到飛行器的主脫插；功能二，提供飛行器上電池激活信號(hào)，電源箱上的連接器采用14芯的航插20-27，并通過(guò)線纜連接到飛行器的主脫插；功能三:為飛行器上的舵機(jī)供電，電源箱上的連接器采用37芯的航插28-21，通過(guò)線纜連接到飛行器上的主脫插；功能四:提供點(diǎn)火供電，點(diǎn)火供電功能由4根供電線路完成，兩正兩負(fù)，電源箱上的連接器采用4芯的航插14S-2，通過(guò)線纜連接到飛行器上的主脫插。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的飛行器的主脫插插座的型號(hào)為YF28P-94ZK，插頭型號(hào)為YF28-94TJ，控制箱上通過(guò)一個(gè)19芯的航插22-14作為連接器連接飛行器外接的RS422電纜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制箱，其與遠(yuǎn)程泄壓閥連接的連接器為6芯的航插14S-6，控制箱中的FPGA控制電路，根據(jù)主控計(jì)算機(jī)發(fā)送來(lái)命令控制遠(yuǎn)程泄壓閥動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的電源箱內(nèi)的6塊開關(guān)電源，用于舵機(jī)供電的3塊電源并聯(lián)使用，均采用型號(hào)為RSP-3000-48的電源，輸入交流220V，輸出直流48V ;提供點(diǎn)火信號(hào)的電源型號(hào)為RSP-750-27，輸入交流220V，輸出直流27V ;提供電池激活信號(hào)的電源型號(hào)為RSP-750-12，輸入交流220V，輸出直流12V ;為控制設(shè)備供電的電源型號(hào)為HF900W-S-30，輸入交流220V，輸出直流30V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的地面綜合控制臺(tái)和FPGA控制電路，在上電后，進(jìn)行地面測(cè)試，地面測(cè)試包括時(shí)序測(cè)試； 時(shí)序測(cè)試要求測(cè)試信號(hào)幅值28V，脈沖寬度200ms，測(cè)試精度要求為:脈沖寬度不大于± IOms,時(shí)序節(jié)點(diǎn)不大于50ms,測(cè)試電流不大于20ms ;測(cè)試順序?yàn)?(1)點(diǎn)火器點(diǎn)火信號(hào)，(2)開啟液路電磁閥I信號(hào)，(`3)開啟液路電磁閥2信號(hào)，(4)開啟電爆閥信號(hào)，(5)自毀信號(hào)；時(shí)序測(cè)試在實(shí)驗(yàn)室完成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的422總線的固液動(dòng)力飛行器地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，采用的通訊幀格式中包含兩個(gè)字節(jié)的幀頭以及一個(gè)校驗(yàn)和；所述的校驗(yàn)和是通訊幀中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與數(shù)據(jù)的所有字節(jié)累加結(jié)果的低8位。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103558838SQ201310534881
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】宋佳, 蔡國(guó)飆, 李小川, 王倫, 施文杰 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)