本發(fā)明涉及一種空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)我國載人航天發(fā)展三步走的戰(zhàn)略規(guī)劃，在第三階段，我國將建造長期有人駐留的空間站，空間站不同于以往的任何在軌飛行器，是一個長壽命、高可靠、可維修、高壓大功率的載人飛行器，其中電源系統(tǒng)作為整個空間站的“心臟”，負責對整個空間站的電子設(shè)備供電?？臻g站電源系統(tǒng)采用的是多功率通道、多機組的架構(gòu)，除了常規(guī)的數(shù)據(jù)采集下行和遙控指令的上行之外，系統(tǒng)長壽命、可維修性以及在軌系統(tǒng)管理所產(chǎn)生的系統(tǒng)信息量非常龐大，采用傳統(tǒng)的信息管理方式已不能滿足使用要求。傳統(tǒng)的飛行器電源系統(tǒng)由于功率小、系統(tǒng)較為簡單，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量規(guī)模較小，一般采用的是通過線纜將相關(guān)的參數(shù)、指令等信息拉給飛行器的數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)解決，由于空間站電源系統(tǒng)功率大、機組多，以及在軌的系統(tǒng)管理，系統(tǒng)的信息數(shù)更為龐大，為確?？臻g站電源系統(tǒng)在軌的有效管理，需要將單艙內(nèi)各機組的信息采集、信息處理、信息傳遞、信息組網(wǎng)等綜合考慮，優(yōu)化系統(tǒng)的信息架構(gòu)，以最經(jīng)濟最可靠的方式達到電源系統(tǒng)信息管理的目標。
空間站不同于以往小功率短期飛行的載人飛船和中小功率量級的空間實驗室，具備大功率、長壽命、高可靠、可維修的新技術(shù)要求?？臻g站電源系統(tǒng)相對于以往的載人飛船和空間實驗室，在系統(tǒng)規(guī)模上更為龐大，設(shè)備間電氣連接更為復(fù)雜，尤其是高壓鋰離子蓄電池的使用，為滿足15年的工作壽命要求需要進行電池管理和信息管理等工作。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法，能夠簡化電源系統(tǒng)的信息接口關(guān)系，大大優(yōu)化電源系統(tǒng)的接口連接，減輕電源系統(tǒng)的重量。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法，包括：
以功率通道為單位進行信息組網(wǎng)，艙內(nèi)設(shè)備設(shè)置1553b總線組網(wǎng)，艙外設(shè)備設(shè)置rs422串口組網(wǎng)。
進一步的，在上述空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法中，以功率通道為單位進行信息組網(wǎng)，艙內(nèi)設(shè)備設(shè)置1553b總線組網(wǎng)，艙外設(shè)備設(shè)置rs422串口組網(wǎng)包括：
每個功率通道組成一個電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)，電源管理器作為總線控制器，負責功率通道所有總線參數(shù)、總線指令的中轉(zhuǎn)收發(fā)，對電源系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)進行系統(tǒng)管理，并對鋰離子蓄電池進行充放電控制，同時作為電源系統(tǒng)與數(shù)管分系統(tǒng)、gnc分系統(tǒng)等外部系統(tǒng)的接口設(shè)備，完成系統(tǒng)內(nèi)外之間的數(shù)據(jù)交換；
艙外設(shè)備通過串口通信進行數(shù)據(jù)交換，設(shè)置綜合控制器作為艙外設(shè)備的信息管理設(shè)備，完成艙外設(shè)備的參數(shù)采集、指令轉(zhuǎn)發(fā)，同時作為艙內(nèi)總線的遠程終端，完成艙外與艙內(nèi)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換；
采用1553b總線穿艙，采用1553b總線支線穿艙。
進一步的，在上述空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法中，每個功率通道組成一個電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)，包括：
以功率通道為單位，每個功率通道組成一個電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)。
進一步的，在上述空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法中，所述電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)包括艙內(nèi)設(shè)備內(nèi)網(wǎng)和艙外設(shè)備內(nèi)網(wǎng)。
進一步的，在上述空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法中，所述艙內(nèi)設(shè)備內(nèi)網(wǎng)由電源管理器、充放電調(diào)節(jié)器、艙內(nèi)驅(qū)動控制器、艙內(nèi)控溫儀組構(gòu)成，采用1553b總線，其中，電源管理器作為總線控制器，負責收集電源分系統(tǒng)其余設(shè)備的總線參數(shù)，同時將數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)設(shè)備；充放電調(diào)節(jié)器、艙內(nèi)驅(qū)動控制器、艙內(nèi)控溫儀作為遠程終端，將本設(shè)備采集的參數(shù)傳輸給電源管理器，同時接收并執(zhí)行電源管理器轉(zhuǎn)發(fā)的總線指令。
進一步的，在上述空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法中，所述艙外設(shè)備外網(wǎng)由分流調(diào)節(jié)器、展收控制器、綜合控制器、艙外驅(qū)動控制器和太敏信號變換器、艙外控溫儀組成，采用1553b總線和rs422總線，其中，綜合控制器作為遠程終端收集艙外設(shè)備及自身的總線參數(shù)，經(jīng)1553b總線下行數(shù)管分系統(tǒng)，同時將數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)設(shè)備；艙外驅(qū)動控制器作為遠程終端收集對日定向裝置及自身的總線參數(shù)，經(jīng)1553b總線下行數(shù)管分系統(tǒng)，同時接收數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令；展收控制器、分流調(diào)節(jié)器、艙外控溫儀通過rs422總線與綜合控制器通訊，進行參數(shù)和指令的交換；太敏信號變換器通過rs422總線與綜合控制器通訊，進行太敏信號的傳輸。
進一步的，在上述空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法中，所述方法還包括：
與所述電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)相對，所述電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)以外的通訊網(wǎng)絡(luò)作為外網(wǎng)，其中，電源管理器作為遠程終端，與1553b總線外網(wǎng)相連，同數(shù)管分系統(tǒng)進行參數(shù)和指令的交換。
進一步的，在上述空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法中，所述電源管理器作為遠程終端，與gnc分系統(tǒng)1553b局部總線相連，進行對日定向指令、參數(shù)交換，同時通過硬線將綜合控制器與數(shù)管或測控分系統(tǒng)直接連接，進行對日定向控制，作為總線指令的備份。
進一步的，在上述空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法中，所述電源管理器將表征電源系統(tǒng)工作狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)通過1553b總線外網(wǎng)送數(shù)管分系統(tǒng)，數(shù)管分系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)發(fā)給儀表與照明分系統(tǒng)進行顯示。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了基于1553b總線、rs422串口的技術(shù)進行信息系統(tǒng)的組網(wǎng)，簡化了電源系統(tǒng)的信息接口關(guān)系，大大優(yōu)化了電源系統(tǒng)的接口連接，減輕了電源系統(tǒng)的重量，系統(tǒng)的可擴展性得到了加強，可靠性也得到了提高提。同時，利用總線組網(wǎng)，實現(xiàn)了在軌對鋰離子蓄電池的充放電管理，提高了鋰離子蓄電池的使用壽命。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一實施例的空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法的框架圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種空間用高壓大功率電源系統(tǒng)的在軌信息組網(wǎng)方法，包括：
以功率通道為單位進行信息組網(wǎng)，艙內(nèi)設(shè)備設(shè)置1553b總線組網(wǎng)，艙外設(shè)備設(shè)置rs422串口組網(wǎng)。
本發(fā)明一實施例中，以功率通道為單位進行信息組網(wǎng)，艙內(nèi)設(shè)備設(shè)置1553b總線組網(wǎng)，艙外設(shè)備設(shè)置rs422串口組網(wǎng)包括：
每個功率通道組成一個電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)，電源管理器作為總線控制器(bc)，負責功率通道所有總線參數(shù)、總線指令的中轉(zhuǎn)收發(fā)，對電源系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)進行系統(tǒng)管理，并對鋰離子蓄電池進行充放電控制，同時作為電源系統(tǒng)與數(shù)管分系統(tǒng)、gnc分系統(tǒng)等外部系統(tǒng)的接口設(shè)備，完成系統(tǒng)內(nèi)外之間的數(shù)據(jù)交換；
艙外設(shè)備通過串口通信進行數(shù)據(jù)交換，設(shè)置綜合控制器作為艙外設(shè)備的信息管理設(shè)備，完成艙外設(shè)備的參數(shù)采集、指令轉(zhuǎn)發(fā)，同時作為艙內(nèi)總線的遠程終端(rt)，完成艙外與艙內(nèi)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換；
采用1553b總線穿艙，采用1553b總線支線穿艙。
本發(fā)明一實施例中，每個功率通道組成一個電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)，包括：
以功率通道為單位，每個功率通道組成一個電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)。
本發(fā)明一實施例中，所述電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)包括艙內(nèi)設(shè)備內(nèi)網(wǎng)和艙外設(shè)備內(nèi)網(wǎng)。
本發(fā)明一實施例中，所述艙內(nèi)設(shè)備內(nèi)網(wǎng)由電源管理器、充放電調(diào)節(jié)器(4臺)、艙內(nèi)驅(qū)動控制器、艙內(nèi)控溫儀組構(gòu)成，采用1553b總線，其中，電源管理器作為總線控制器(bc)，負責收集電源分系統(tǒng)其余設(shè)備的總線參數(shù)，同時將數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)設(shè)備；充放電調(diào)節(jié)器(4臺)、艙內(nèi)驅(qū)動控制器、艙內(nèi)控溫儀作為遠程終端(rt)，將本設(shè)備采集的參數(shù)傳輸給電源管理器，同時接收并執(zhí)行電源管理器轉(zhuǎn)發(fā)的總線指令。
本發(fā)明一實施例中，所述艙外設(shè)備外網(wǎng)由分流調(diào)節(jié)器、展收控制器、綜合控制器、艙外驅(qū)動控制器和太敏信號變換器、艙外控溫儀組成，采用1553b總線和rs422總線，其中，綜合控制器作為遠程終端(rt)收集艙外設(shè)備及自身的總線參數(shù)，經(jīng)1553b總線下行數(shù)管分系統(tǒng)，同時將數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)設(shè)備；艙外驅(qū)動控制器作為遠程終端(rt)收集對日定向裝置及自身的總線參數(shù)，經(jīng)1553b總線下行數(shù)管分系統(tǒng)，同時接收數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令；展收控制器、分流調(diào)節(jié)器、艙外控溫儀通過rs422總線與綜合控制器通訊，進行參數(shù)和指令的交換；太敏信號變換器通過rs422總線與綜合控制器通訊，進行太敏信號的傳輸。
本發(fā)明一實施例中，所述方法還包括：
與所述電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)相對，所述電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)以外的通訊網(wǎng)絡(luò)作為外網(wǎng)，其中，電源管理器作為遠程終端(rt)，與1553b總線外網(wǎng)相連，同數(shù)管分系統(tǒng)進行參數(shù)和指令的交換。
本發(fā)明一實施例中，所述電源管理器作為遠程終端(rt)，與gnc分系統(tǒng)1553b局部總線相連，進行對日定向指令、參數(shù)交換，同時通過硬線將綜合控制器與數(shù)管或測控分系統(tǒng)直接連接，進行對日定向控制，作為總線指令的備份。
本發(fā)明一實施例中，所述電源管理器將表征電源系統(tǒng)工作狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)通過1553b總線外網(wǎng)送數(shù)管分系統(tǒng)，數(shù)管分系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)發(fā)給儀表與照明分系統(tǒng)進行顯示。
詳細的，本發(fā)明一實施例中，以功率通道為單位進行信息組網(wǎng)，艙內(nèi)設(shè)備設(shè)置1553b總線組網(wǎng)，艙外設(shè)備設(shè)置rs422串口組網(wǎng)，所述在軌信息組網(wǎng)方法包括：
1)內(nèi)網(wǎng)信息管理
每個功率通道組成一個電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)。電源管理器作為總線控制器(bc)，負責功率通道所有總線參數(shù)、總線指令的中轉(zhuǎn)收發(fā)，對電源系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)進行系統(tǒng)管理，并對鋰離子蓄電池進行充放電控制，同時作為電源系統(tǒng)與數(shù)管分系統(tǒng)、gnc分系統(tǒng)等外部系統(tǒng)的接口設(shè)備，完成系統(tǒng)內(nèi)外之間的數(shù)據(jù)交換。
2)艙外信息管理
為減少艙內(nèi)外的穿艙接點，艙外設(shè)備通過串口通信進行數(shù)據(jù)交換，設(shè)置綜合控制器作為艙外設(shè)備的信息管理設(shè)備，完成艙外設(shè)備的參數(shù)采集、指令轉(zhuǎn)發(fā)，同時作為艙內(nèi)總線的遠程終端(rt)，完成艙外與艙內(nèi)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。
3)總線穿艙
為解決艙內(nèi)、外設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，采取1553b總線穿艙設(shè)計，為滿足1553b總線通信規(guī)范要求，采取總線支線穿艙設(shè)計，滿足總線阻抗匹配要求，同時滿足在艙內(nèi)、外傳輸環(huán)節(jié)故障時不會引起整個系統(tǒng)故障的要求，提高了系統(tǒng)可靠性。
下面結(jié)合空間站問天電源系統(tǒng)信息組網(wǎng)的實施實例對本技術(shù)方案進行詳細說明。
圖1所示為空間站問天電源系統(tǒng)信息組網(wǎng)框圖。
單個艙段電源系統(tǒng)信息系統(tǒng)分為內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)兩部分，內(nèi)網(wǎng)又分為艙內(nèi)設(shè)備內(nèi)網(wǎng)和艙外設(shè)備內(nèi)網(wǎng)。
內(nèi)網(wǎng)：以功率通道為單位，每個功率通道組成一個電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)。電源管理器作為總線控制器(bc)，負責功率通道所有總線參數(shù)、總線指令的中轉(zhuǎn)收發(fā)，作為電源系統(tǒng)與數(shù)管分系統(tǒng)的接口設(shè)備。
內(nèi)網(wǎng)包括兩部分：艙內(nèi)設(shè)備內(nèi)網(wǎng)和艙外設(shè)備內(nèi)網(wǎng)。
艙內(nèi)設(shè)備內(nèi)網(wǎng)由電源管理器、充放電調(diào)節(jié)器(4臺)、艙內(nèi)驅(qū)動控制器、艙內(nèi)控溫儀組構(gòu)成，采用1553b總線。電源管理器作為總線控制器(bc)，負責收集電源分系統(tǒng)其余設(shè)備的總線參數(shù)，同時將數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)設(shè)備。充放電調(diào)節(jié)器(4臺)、艙內(nèi)驅(qū)動控制器、艙內(nèi)控溫儀作為遠程終端(rt)，將本設(shè)備采集的參數(shù)傳輸給電源管理器，同時接收并執(zhí)行電源管理器轉(zhuǎn)發(fā)的總線指令。
艙外設(shè)備外網(wǎng)由分流調(diào)節(jié)器、展收控制器、綜合控制器、艙外驅(qū)動控制器和太敏信號變換器、艙外控溫儀組成，采用1553b總線和rs422總線。綜合控制器作為遠程終端(rt)收集艙外設(shè)備及自身的總線參數(shù)，經(jīng)1553b總線下行數(shù)管分系統(tǒng)，同時將數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)設(shè)備。艙外驅(qū)動控制器作為遠程終端(rt)收集對日定向裝置及自身的總線參數(shù)，經(jīng)1553b總線下行數(shù)管分系統(tǒng)，同時接收數(shù)管分系統(tǒng)上行的總線指令。展收控制器、分流調(diào)節(jié)器、艙外控溫儀通過rs422總線與綜合控制器通訊，進行參數(shù)和指令的交換。
太敏信號變換器通過rs422總線與綜合控制器通訊，進行太敏信號的傳輸。
外網(wǎng)：與所述電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)相對，所述電源系統(tǒng)功率通道內(nèi)網(wǎng)以外的通訊網(wǎng)絡(luò)稱為外網(wǎng)。
電源管理器作為rt，與1553b總線外網(wǎng)相連，同數(shù)管分系統(tǒng)進行參數(shù)和指令的交換。
電源系統(tǒng)及各設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)通過硬線傳遞給測控分系統(tǒng)或數(shù)管分系統(tǒng)，并通過硬線接收測控分系統(tǒng)或數(shù)管分系統(tǒng)的下行指令，作為總線傳輸?shù)膫浞荨?/p>
電源管理器作為rt，與gnc分系統(tǒng)1553b局部總線相連，進行對日定向指令、參數(shù)交換。同時通過硬線(p令或k令)將綜合控制器與數(shù)管或測控分系統(tǒng)直接連接，進行對日定向控制，作為總線指令的備份。
將表征電源系統(tǒng)工作狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)通過1553b總線外網(wǎng)送數(shù)管分系統(tǒng)，數(shù)管分系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)發(fā)給儀表與照明分系統(tǒng)進行顯示。
綜上所述，本發(fā)明采用了基于1553b總線、rs422串口的技術(shù)進行信息系統(tǒng)的組網(wǎng)，簡化了電源系統(tǒng)的信息接口關(guān)系，大大優(yōu)化了電源系統(tǒng)的接口連接，減輕了電源系統(tǒng)的重量，系統(tǒng)的可擴展性得到了加強，可靠性也得到了提高提。同時，利用總線組網(wǎng)，實現(xiàn)了在軌對鋰離子蓄電池的充放電管理，提高了鋰離子蓄電池的使用壽命。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
專業(yè)人員還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。