【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及运载火箭领域，特别是涉及一种运载火箭电气系统。
技术介绍
1、运载火箭由电气系统、动力系统和结构系统组成。电气系统是运载火箭的神经中枢，集成控制、测量、外安等功能，箭上设备复杂，地面测试繁冗，需要大量的配套、使用和维护成本。因此实现电气深度一体化设计是运载火箭发展重要方向。
2、到目前为止，国内运载火箭电气系统均以控制、遥测、外安等功能划分形成独立系统，各系统独立设计、生产、使用。导致箭上设备多样且复杂，质量和成本控制困难；接口繁杂且容易因双方理解偏差出现质量问题；多“大脑”共存造成计算资源利用率低；使用、测试、维护设备多样，成本居高不下，存在一定的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种运载火箭电气系统，以实现运载火箭电控系统的高集成度和高可靠性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种运载火箭电气系统，包括控制器以及与所述控制器连接的飞行控制模块、飞行参数遥测模块、外弹道测量模块以及安全控制模块；
3、所述控制器用于主份控制和备份控制的热切换，并通过在线配置实现功能重构；
4、所述飞行控制模块用于根据融合导航信息和目标轨道位置，实时控制飞行姿态和完成时序动作；
5、所述飞行参数遥测模块用于实时采集运载火箭的运行参数信息，并实时下传至地面测控站；
6、所述外弹道测量模块用于采集运载火箭飞行的外弹道信息，并实时下传至地面测控站；
7、所述安全控制模块用于接收飞控中心
8、进一步的，所述控制器包括cpu以及gpu，所述cpu采用服务器级处理器的级联技术，辅以仲裁协议，进行功能模块内部的热切换，所述gpu通过在线配置实现功能重构。
9、进一步的，所述cpu包括主份cpu以及备份cpu，所述主份cpu与所述备份cpu之间通过硬线建立毫秒级心跳连接确认并进行切换。
10、进一步的，所述飞行控制模块还用于的主动安全控制，所述飞行控制模块的信息处理和执行均冗余实现。
11、进一步的，所述飞行控制模块具体控制步骤包括：
12、s101、根据发射点位置装订信息，采用箭上惯组自对准实现导航系统全自主对准；
13、s102、飞行过程中采用十表光纤惯组与gnss数据融合信息的组合导航方案获取飞行信息；
14、s103、根据飞行信息，飞控中心计算输出实现姿态高稳定度控制；
15、s104、一级采用摄动制导与横法向导引控制，二级采用自适应迭代制导；
16、s105、飞控中心根据装订情况和计算结果即时完成时序负载控制。
17、进一步的，所述飞行信息包括组合导航信息、一二级速率陀螺的高精度冗余信息以及目标轨道位置。
18、进一步的，所述运行参数信息至少包括运载火箭的压力、温湿度、液位、热流、振动、冲击、噪声、图像以及总线。
19、进一步的，所述飞行参数遥测模块具体测量步骤包括：
20、s201、根据测量需求，为飞行参数信息的测点设置传感器，并将缓变、速变的物理量信号转变成电压信号，并将电压信号转化为数字信号；
21、s202、使用无线的方式收集分布式的电压信号和数字信号数据，使用有线的方式收集总线数据、多星导航数据；
22、s203、将数字信号数据按照固定的数据格式进行编码、调制和下传，供后续的数据处理使用。
23、进一步的，所述外弹道测量模块具体测量步骤包括：
24、s301、根据外弹道测量需求，采用天基gnss的方式，箭上gnss信息使用gps/l1+bds/b3双模四分集方式，同时使用惯导辅助数据定位；
25、s302、根据步骤s301获取的gnss数据，异步串口传递给遥测基带，通过遥测信道下传；
26、s303、将步骤s301获取的pps和导航数据，传递给导航系统供组合导航使用。
27、进一步的，所述安全控制模块具体控制步骤包括：
28、所述安全控制模块根据飞控中心的数字平台输出的姿态失稳信号，完成对故障运载火箭的安全控制。
29、相比于现有技术，本专利技术至少具有以下有益效果：
30、(1)本专利技术将运载火箭电气系统中各独立运行模块集成到控制器统一管理控制，控制器采用服务器级处理器的级联技术，辅以仲裁协议，能够做到功能模块内部的热切换以及通过在线配置实现功能重构。在运载火箭出现故障后可以实现系统级的迁移和重构，过程数据主备共享，能够做到断点续动。
31、(2)本专利技术将主动安控功能合并至飞行控制模块，提升了电气系统的集成度和可靠性。其次，飞行控制模块的信息处理和执行层面均冗余实现，保障了系统和主动安控功能的高可靠性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种运载火箭电气系统，其特征在于，包括控制器以及与所述控制器连接的飞行控制模块、飞行参数遥测模块、外弹道测量模块以及安全控制模块；
2.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述控制器包括CPU以及GPU，所述CPU采用服务器级处理器的级联技术，辅以仲裁协议，进行功能模块内部的热切换，所述GPU通过在线配置实现功能重构。
3.如权利要求2所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述CPU包括主份CPU以及备份CPU，所述主份CPU与所述备份CPU之间通过硬线建立毫秒级心跳连接确认并进行切换。
4.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述飞行控制模块还用于的主动安全控制，所述飞行控制模块的信息处理和执行均冗余实现。
5.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述飞行控制模块具体控制步骤包括：
6.如权利要求5所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述飞行信息包括组合导航信息、一二级速率陀螺的高精度冗余信息以及目标轨道位置。
7.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述运
8.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述飞行参数遥测模块具体测量步骤包括：
9.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述外弹道测量模块具体测量步骤包括：
10.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述安全控制模块具体控制步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种运载火箭电气系统，其特征在于，包括控制器以及与所述控制器连接的飞行控制模块、飞行参数遥测模块、外弹道测量模块以及安全控制模块；
2.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述控制器包括cpu以及gpu，所述cpu采用服务器级处理器的级联技术，辅以仲裁协议，进行功能模块内部的热切换，所述gpu通过在线配置实现功能重构。
3.如权利要求2所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述cpu包括主份cpu以及备份cpu，所述主份cpu与所述备份cpu之间通过硬线建立毫秒级心跳连接确认并进行切换。
4.如权利要求1所述的运载火箭电气系统，其特征在于，所述飞行控制模块还用于的主动安全控制，所述飞行控制模块的信息处理和执行均冗余实现。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王义新，胡峥，韩伟，刘国林，阮家麟，朱奕，樊晓鸣，徐修成，
申请(专利权)人：上海寰宇乾堃航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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