航天器供电母线电压超调检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种航天器供电母线电压超调检测装置，用于接入航天器，自动监测和判断航天器的供电母线的电压超调，包括：前端检测装置，通过接入电缆接入航天器的供电母线，用于采用电压比较电路和系统中断触发机制来实时监测航天器的供电母线电压，并采用A/D采集电路来监视供电母线的电压纹波大小；控制计算机，用于接收并存储前端检测装置发送的监测数据，作为远程终端接入综合测试网将监测数据发送至监视终端，并接收总控系统的命令，它们通过RS‑422串口进行通信。因此，本发明专利技术采用自动监测、判读和记录数据、远程控制等技术手段，实现了航天器供电母线电压超调问题的自动判读，便于测试项目安排和实施，提高了测试工作的效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
航天器供电母线电压超调检测装置
本专利技术属于航天器测试与试验
，涉及一种航天器供电母线电压超调检测装置，用于接入航天器，自动监测和判断所述航天器的供电母线的电压超调。
技术介绍
目前，国内航天器电源分系统多数采用分阵式三域全调节母线，其系统拓扑原理如图1所示。根据母线电压产生分流信号或升压信号，将多余的帆板功率分流或电池电压升压，控制母线电压范围，通常用V母±VΔ表示。例如，我国的卫星通常采用母线电压为28±1V或100±3V的全调节母线。当帆板发电充足时，功率管理功能产生分流信号将多余的帆板功率分流，将母线电压控制在当帆板发电能力下降时，母线电压随之下降，母线电压在时，既不产生分流信号也不产生升压信号。当母线电压下降至小于时，功率管理功能根据母线电压产生升压信号，送入脉宽调制集成芯片，进入PWM控制器，PWM控制器产生控制信号，当PWM控制信号大于1.0V时，脉宽调制集成芯片产生频率固定，脉宽根据信号大小可调的驱动信号，控制放电调节的推挽升压电路的开关管通断，使得变压器推挽工作，电池电压经升压后输出至母线，控制母线电压在由于母线电压与误差信号之间为线性关系。当母线电压下跌低于时，根据母线电压产生大于1.0V的升压信号，由于脉宽调制集成芯片外围电容上电初期的充电效应，调节闭环稳定性的阻容电路存在相位滞后特性，使得PWM控制信号相位上滞后于升压控制信号，存在响应延时，造成母线电压继续下跌，升压信号继续增大，PWM控制信号继续增大，母线电压开始抬升；当母线电压升至时，升压信号虽然小于1.0V，但是由于外围电容的放电效应，PWM控制信号变化滞后于升压信号，母线电压仍按照前一时刻的升压信号进行调节，当前一时刻的升压控制信号偏大时(即前一时刻母线电压偏低，如小于时升压控制信号大于3.3V，PWM控制器将以最大占空比工作，升压器将以最大升压能力进行升压)，母线将产生超调。特别是对大功率的脉冲型负载，从阳照区进入阴影区的过程中，会产生帆板供电功率瞬间不足，母线电压快速下降，由于PWM控制信号响应的延迟，使得PWM控制信号过大，导致母线电压产生更大的超调。在航天器研制过程中需要测试验证母线电压控制的正确性，检查航天器进出影期间与各飞行模式(工作负载不同)的匹配性，尤其是大功率脉冲型负载工作期间，检查母线电压控制是否出现超调现象。在以往航天器型号测试过程中，进行母线电压控制功能测试工作时，通常采用如下测试方法：利用转接电缆和转接盒将航天器供电母线引出至航天器外部，由测试人员利用示波器从转接盒上捕捉母线电压超调情况，记录数据和母线电压波形，同时利用母线电压遥测参数辅助监测母线电压超调情况(如图2所示)。然而，图2所示的测试方法存在以下不足：1)需要测试人员到现场操作示波器，记录测试结果，测试期间操作复杂，此类测试项目只能安排为专项测试，不能与其他测试项目结合，测试效率低、不灵活；2)航天器一般采用无线测试，测试人员在航天器周围活动对无线信号传输可能会造成影响，同时航天器周围电磁辐射较强，测试人员需要采取防辐射保护措施，测试安全性较差；3)由于遥测参数为离散量，采集周期为500ms，母线电压超调一般为ms现象，测试判读人员利用遥测参数检查母线电压超调的可能性基本上不到百分之一的概率，因此母线电压遥测参数辅助监测母线电压超调情况只能是一种辅助手段，很难捕捉到异常现象；4)采用转接盒和转接电缆的接入模式，测试设备接入系统测试环节较多，准备工作和撤收工作量大，使得测试实施较为繁琐。因此，随着航天器功能和应用的发展，大功率脉冲型负载配套越来越多，在航天器地面测试验证期间，对于供电母线电压控制功能的测试工作越来越重要，为了改进航天器供电母线电压控制功能测试验证工作，进一步提高测试的便利性和可操作性，需要设计一种航天器供电母线电压超调检测装置，便于接入航天器系统，自动监测和判断母线电压超调现象，并通过数据接口接入测试指挥系统，向测试人员报告测试情况，提高测试实施的效率和便利性。
技术实现思路
针对目前航天器供电母线电压控制是否存在超调问题的测试方法存在的操作复杂、效率地、不便利、存在安全隐患等局限性，本专利技术提出了一种航天器供电母线电压超调检测装置的解决方案，结合航天器测试需求，采用自动监测和判断、远程控制等技术手段，方便而有效地完成母线电压超调监测，便于测试项目安排和实施，提高了测试工作的效率和安全性。因此，本专利技术提供了一种航天器供电母线电压超调检测装置，用于接入航天器，自动监测和判断航天器的供电母线的电压超调，包括：前端检测装置，通过接入电缆接入航天器的供电母线，用于采用电压比较电路和系统中断触发机制来实时监测航天器的供电母线电压，并采用A/D采集电路来监视供电母线的电压纹波大小；以及控制计算机，用于接收并存储前端检测装置发送的监测数据，作为远程终端接入综合测试网将监测数据发送至监视终端，并接收总控系统的命令，其中，前端检测装置和控制计算机通过RS-422串口进行通信。优选地，前端检测装置采用的是28V直流电源供电。在前端检测装置中，当航天器的供电母线电压超过预设值时，系统中断被触发并生成母线电压超调报警信息，同时记录当前时刻，A/D采集电路以每2ms一次的采样率来采集航天器的供电母线电压，从而检测供电母线的电压纹波大小。具体地，前端检测装置由保护模块、电压比较模块、采集模块、控制模块、存储模块、串口通信模块、电源模块组成，其中，在控制模块上运行有前端检测装置用的软件，用于：控制电压比较模块来实时监测航天器的供电母线电压是否超调；控制采集模块来按照1ms一次的采样率来采集航天器的供电母线电压；以及控制串口通信模块与控制计算机通信，从而发送检测数据和接收控制命令。控制计算机采用PC机实现并且安装有串口通信板卡和网卡，其中，在控制计算机的软件控制下，串口通信板卡与前端检测装置通信并发送控制命令和接收检测数据，以及网卡与综合测试网通信并发送检测数据和接收控制命令。接入电缆用在配电设备和电缆之间，并且在其中间采用扩点模块将一个点分为二个点，其中，一个点的去向保持不变而另一个点用于连接测试设备。检测数据至少包括：母线电压超调报警信息和供电母线电压数据。因此，本专利技术改变了航天器供电母线电压控制功能测试过程中依靠人工操作、记录、判读是否存在母线电压超调问题的工作模式，采用自动监测、判读和记录数据、远程控制等技术手段，实现了航天器供电母线电压超调问题的自动判读，便于测试项目安排和实施，提高了测试工作的效率和安全性。与现有技术相比，采用本专利技术可以实现以下的有益效果：1)实现了航天器母线电压超调的自动监测、判读和数据记录，释放了测试对人的需求，优化了测试流程，去掉了人员到现场操作示波器、记录测试结果、人工判读等复杂环节，使得航天器供电母线电压控制功能测试可以与其他测试项目并行开展，有效提高了测试项目的可实施性和灵活性；2)支持测试人员远程操作控制测试实施，解决了测试人员在现场与无线测试之间互相影响的矛盾，提高了测试安全性；3)采用电压实时比较的监测模式，解决了遥测参数500ms一次采集率导致暴露问题概率低的制约，母线电压超调的情况均可被记录，有效提高了测试工作暴露问题的效率；4)采用更为便利的接入电缆设计，替代转接电缆和转接盒的模式，优化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航天器供电母线电压超调检测装置，用于接入航天器，自动监测和判断所述航天器的供电母线的电压超调，其特征在于，包括：前端检测装置，通过接入电缆接入所述航天器的供电母线，用于采用电压比较电路和系统中断触发机制来实时监测所述航天器的供电母线电压，并采用A/D采集电路来监视所述供电母线的电压纹波大小；以及控制计算机，用于接收并存储所述前端检测装置发送的监测数据，作为远程终端接入综合测试网将所述监测数据发送至监视终端，并接收总控系统的命令，其中，所述前端检测装置和所述控制计算机通过RS‑422串口进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种航天器供电母线电压超调检测装置，用于接入航天器，自动监测和判断所述航天器的供电母线的电压超调，其特征在于，包括：前端检测装置，通过接入电缆接入所述航天器的供电母线，用于采用电压比较电路和系统中断触发机制来实时监测所述航天器的供电母线电压，并采用A/D采集电路来监视所述供电母线的电压纹波大小；以及控制计算机，用于接收并存储所述前端检测装置发送的监测数据，作为远程终端接入综合测试网将所述监测数据发送至监视终端，并接收总控系统的命令，其中，所述前端检测装置和所述控制计算机通过RS-422串口进行通信。2.根据权利要求1所述的航天器供电母线电压超调检测装置，其特征在于，所述前端检测装置采用的是28V直流电源供电。3.根据权利要求2所述的航天器供电母线电压超调检测装置，其特征在于，在所述前端检测装置中，当所述航天器的供电母线电压超过预设值时，系统中断被触发并生成母线电压超调报警信息，同时记录当前时刻，所述A/D采集电路以每2ms一次的采样率来采集所述航天器的供电母线电压，从而检测所述供电母线的电压纹波大小。4.根据权利要求3所述的航天器供电母线电压超调检测装置，其特征在于，所述前端检测装置由保护模...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏泰，仪德英，姜文彩，程天然，陈朝基，李慧军，
申请(专利权)人：北京空间技术研制试验中心，
类型：发明
国别省市：北京,11