一种基于控制与测量独立的分布式运载火箭控制系统的制作方法

1.本公开一般涉及运载火箭控制系统，具体涉及一种基于控制与测量独立的分布式运载火箭控制系统。


背景技术：

2.传统运载火箭一般采用在上面级布置一台综合控制器进行集中控制。综合控制器集成了控制系统以及遥测系统，控制系统用于控制各级火箭的发射、分离等控制任务，遥测系统用于测量各级火箭的实时物理参数；遥测系统对火箭的实际飞行控制并没有实质作用，但由于控制系统及遥测系统集成于综合控制器内，当遥测系统出现故障时，易对控制系统带来影响，甚至会导致火箭发射任务失败；
3.同时，随着运力要求的不断增高，运载火箭的级数及每级长度也会增加，综合控制器集中控制模式的复杂性增高，穿舱电缆长度、重量增加，导致运载火箭上电缆和接插件数量增加，不仅影响火箭的运载能力，也会导致系统的可靠性降低、成本增加。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供控制与测量独立，便于对各级火箭进行控制，可降低布线成本的一种基于控制与测量独立的分布式运载火箭控制系统。
5.本技术提供一种基于控制与测量独立的分布式运载火箭控制系统，包括上级控制单元以及若干个下级控制单元；
6.所述上级控制单元包括主控制器以及遥测控制器；所述主控制器与所述遥测控制器电气连接；
7.所述下级控制单元包括从控制器以及第一传感器；所述从控制器的输入端均与所述主控制器的输出端电气连接，所述第一传感器与所述遥测控制器电气连接。
8.根据本技术实施例提供的技术方案，所述主控制器与所述遥测控制器通过线缆连接。
9.根据本技术实施例提供的技术方案，所述从控制器与所述主控制器间通过控制总线通讯。
10.根据本技术实施例提供的技术方案，所述主控制器连接有用于与地面通讯的无线模块。
11.根据本技术实施例提供的技术方案，所述上级控制单元还包括惯性测量单元；惯性测量单元与所述主控制器电气连接。
12.根据本技术实施例提供的技术方案，所述下级控制单元还包括伺服系统以及时序系统，所述从控制器的输出端与所述伺服系统以及时序系统电气连接。
13.根据本技术实施例提供的技术方案，所述上级控制单元还包括第二传感器，所述第二传感器与所述遥测控制器电气连接。
14.本技术的有益效果在于：基于本技术提供的技术方案，使得主控制器可分别向各
个从控制器发送控制信号，当所述从控制器接收到所述主控制器的控制信号后，每个所述从控制器均可独立实现伺服、时序等控制。该结构下，避免传统方式中主控制器直接对各级进行控制，减少了布局布线的复杂程度，减小了穿舱线缆的长度及重量，节约了布局布线成本，有利于提高系统的可靠性。
15.所述遥测控制器与第一传感器连接，可用于获取物理数据，例如温度、湿度等；由于所述主控制器与所述遥测控制器电气连接，因此两者相对独立，当遥测系统出现故障(例如烧毁或短路时)，不会对主控制器产生影响，也就不会对火箭发射等控制过程产生消极影响。
附图说明
16.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
17.图1为本技术提供的一种基于控制与测量独立的分布式运载火箭控制系统原理图。
18.图中标号：
19.1、上级控制单元；2、下级控制单元；3、主控制器；4、遥测控制器；5、线缆；6、从控制器；7、第一传感器；8、控制总线；9、无线模块；10、伺服系统；11、时序系统；12、第二传感器。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
22.请参考图1为本技术提供的一种基于控制与测量独立的分布式运载火箭控制系统的原理图，包括上级控制单元1以及若干个下级控制单元2；
23.所述上级控制单元1包括主控制器3以及遥测控制器4，所述主控制器3与所述遥测控制器4电气连接；
24.所述下级控制单元2包括从控制器6以及第一传感器7；所述从控制器6的输入端均与所述主控制器3的输出端电气连接，所述第一传感器7与所述遥测控制器4电气连接。
25.具体的，所述从控制器6配置用于获取所述主控制器3输出的控制指令，并根据所述控制指令对伺服系统、时序系统进行控制。
26.具体的，每个所述下级控制单元2中具有若干个所述第一传感器7，所述第一传感器7可以为温度传感器、湿度传感器、光电传感器等，用于测量对应的物理数据，例如温度、湿度。
27.具体的，所述遥测控制器4的输入端与所述第一传感器7连接，所述遥测控制器4输出端与所述主控制器3的输入端电气连接；所述遥测控制器4配置用于获取所述第一传感器7所测量的物理数据，并将其发送至主控制器3。
28.具体的，所述下级控制单元2为若干个，即可以为一个、两个或多个；所述下级控制
单元2的数量应根据运载火箭的级数进行选择；
29.为了便于说明本技术实施例所提供的技术方案的工作原理，以某型四级运载火箭例，即其依次包括一级结构、二级结构、三级结构以及上面级(四级)结构；所述上级控制单元1设置在所述上面级(四级)结构内，所述下级控制单元2的数量为三个，分别设置在一级结构、二级结构及三级结构内；
30.在所述四级运载火箭点火、运行及分离等过程中，位于上面级结构内的主控制器3分别向一级结构、二级结构、三级结构内的从控制器6发送控制信号，所述从控制器6接收到所述主控制器3的控制信号后，分别向其所在级进行伺服、时序等控制。该结构下，避免传统方式中主控制器3直接对各级进行控制，减少了布局布线的复杂程度，减小了穿舱线缆的长度、重量，节约了布局布线成本，有利于提高系统的可靠性。
31.所述遥测控制器4分别与各级内的第一传感器7连接，用于获取各级物理数据，例如温度、湿度等；同时由于所述遥测控制器4与所述主控制器3连接，使得所述遥测控制器4所监测到的物理数据可发送至主控制器3内，并可所述主控制器3发送至地面。由于所述主控制器3与所述遥测控制器3间进行电气连接且相对独立，当遥测系统出现故障(例如烧毁时)，不会对主控制器3产生影响，也就不会对火箭发射等控制过程产生影响。
32.其中，在所述主控制器3的优选实施方式中，所述主控制器3与所述遥测控制器4通过线缆5连接。
33.其中，在所述主控制器3的优选实施方式中，所述从控制器6与所述主控制器3间通过控制总线8通讯。使得所述主控制器3可通过所述控制总线8向各个从控制器6发送控制指令。
34.其中，在所述主控制器3的优选实施方式中，所述主控制器3连接有用于与地面通讯的无线模块9。所述无线模块9用于将所述第一传感器7获取到的物理数据发送至地面，以便于地面控制中心对火箭状态进行监测。
35.其中，在所述主控制器3的优选实施方式中，所述上级控制单元1还包括惯性测量单元13；所述惯性测量单元13与所述主控制器3电气连接。
36.具体的，所述惯性测量单元13为惯性测量传感器，用于测量运行运动数据；
37.其中，在所述下级控制单元2的优选实施方式中，所述下级控制单元2还包括伺服系统10以及时序系统11，所述从控制器6的输出端与所述伺服系统10以及时序系统11电气连接。
38.所述从控制器6配置用于获取所述主控制器3的控制指令，并根据所述控制指令对所述伺服系统10进行伺服控制，对所述时序系统进行时序控制。
39.具体的，每个所述下级控制单元2均设置有所述伺服系统10以及时序系统11；以便于所述从控制器6向其所在级进行伺服、时序控制。
40.其中，在所述上级控制单元1的优选实施方式中，所述上级控制单元1还包括第二传感器12，所述第二传感器12与所述遥测控制器4电气连接。具体的，所述第二传感器为温度传感器、湿度传感器、光电传感器等；所述第二传感器12设置在上面级(四级)结构内，用于对上面级进行物理数据检测，例如温度、湿度等。
41.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术
方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。