通用型供配电测试系统的设计方法技术方案

本发明专利技术涉及一种通用型供配电测试系统的设计方法，包括：S1、对所述系统构架进行通用化设计；S2、对所述系统的硬件电路进行信号数字化设计；S3、对所述系统中的多个功能模块进行独立化设计；S4、对所述系统进行软件可配置化设计。本发明专利技术的通用型供配电测试系统的设计方法可以满足多型号间通用、高度数字化、故障隔离同时可以快速配置等。

Design Method of Universal Power Supply and Distribution Testing System

【技术实现步骤摘要】
通用型供配电测试系统的设计方法
本专利技术属于航天器电性能测试
，尤其涉及一种通用型供配电测试系统的设计方法。
技术介绍
随着载人航天三期工程各型号综合测试工作的逐步开展，测试需要配套的地面测试系统的规模需求不断扩大，各种自动化软件的投入使用也对地面测试设备的数字化能力要求不断提高。而二期供配电设备都是根据型号的需求进行定制的，专用性较强，无法适应新的航天器型号测试任务。这种模式下的测试系统架构有以下缺陷：1、受限于设备功能、性能和设备接口的不一致性，型号专用设备在型号全周期测试使用后就难以在下一个型号直接使用，并且改造难度大、改造成本高，导致新型号的地面设备通常需要重新研制，如此会造成大量的资源和时间成本浪费。2、为了推动载人航天工程综合测试智能化、自动化进程，包含自动化测试、自动判读等软件不断被投入使用，而软件执行的有效性需要大量的数据支撑，因此二期供配电地面测试系统的低数字化程度直接限制了智能化测试模式推进的程度。3、载人二期型号的供配电测试系统中各设备为串行关系，每台设备负责一个数据处理环节，若其中一个环节出现了故障，则整个测试西永都无法运行，并且设备的设计均是以硬线通路为基本架构的，设备功能在结构上为一体化设计，无法从设备内部快速有效的隔离故障点。因此在设备配套时只能针对每台设备都进行整机备份，设备规模庞大且故障处置响应慢。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通用型供配电测试系统的设计方法，满足多型号间通用、高度数字化、可以故障隔离的需求。为实现上述目的，本专利技术提供一种通用型供配电测试系统的设计方法，包括：S1、对所述系统构架进行通用化设计；S2、对所述系统的硬件电路进行信号数字化设计；S3、对所述系统中的多个功能模块进行独立化设计；S4、对所述系统进行软件可配置化设计。根据本专利技术的一个方面，在所述步骤S1中，为所述系统构架设置数据库服务器和多台测试设备，为所述系统构架中的每一台设备设置TCP/IP通信接口，多台测试设备通过交换机由所述数据库服务器统一管理且并网运行。根据本专利技术的一个方面，所述测试设备配置有通用机箱和多个功能模块，所述通用机箱包括嵌入式计算机和母板，多个所述功能模块以CPCI子母板插接形式与所述母板连接；所述母板负责完成在所述嵌入式计算机和多个所述功能模块之间的信号交互。根据本专利技术的一个方面，所述嵌入式计算机还连接有前端面板，所述前端面板上设置有前端软件，所述系统的硬件电路采用嵌入式计算机-单片机-FPGA结合的形式：所述嵌入式计算机负责运行所述前端软件，与用户交互；所述单片机位于所述母板上，负责处理所述嵌入式计算机的消息，并管理多个所述功能模块的地址；所述多个功能模块赋予一个硬件地址，通过FPGA管路各条电路通路。根据本专利技术的一个方面，在所述步骤S3中，对多个所述功能模块进行独立化设计时，多个所述功能模块的功能、性能以及元器件选型均按照载人三期各型号的最大需求进行设计。根据本专利技术的一个方面，所述多个所述功能模块包括供电控制模块、指令控制模块和有线信号采集模块。根据本专利技术的一个方面，在所述步骤S4中，使用配置文件对硬件地址及信号数据进行管理。附图说明图1示意性表示根据本专利技术的通用型供配电测试系统构架示意图；图2示意性表示根据本专利技术的测试设备通用化构架示图；图3示意性表示根据本专利技术的配电卡功能示意图；图4示意性表示电磁继电器板卡电路示意图；图5示意性表示磁保持继电器板卡电路示意图；图6示意性表示模拟量测试板卡电路示意图；图7示意性表示状态量采集板卡电路示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在针对本专利技术的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施方式。结合图1和图2所示，本专利技术的通用型供配电测试系统的设计方法包括：S1、对所述系统构架进行通用化设计；S2、对所述系统的硬件电路进行信号数字化设计；S3、对所述系统中的多个功能模块进行独立化设计；S4、对所述系统进行软件可配置化设计。具体来说，系统构架设置有数据库服务器和多台测试设备，在步骤S1是进行系统构架的通用化设计，具体来说，系统构架为每一个台设备设置TCP/IP通信接口，多台测试设备通过交换机由所述数据库服务器统一管理且并网运行。测试设备构架包括设有通过机箱和多个功能模块，通过机箱包括嵌入式计算机和母板，说个功能模块以CPCI子母板插接形式与母板连接，以此作为测试设备的基本构架，母板负责完成在嵌入式计算机和功能模块之间信号交互。结合图1、图2和图3所示，嵌入式计算机还连接有前端面板，所述前端面板上设有前端软件，在步骤S2中，硬件电路采用嵌入式计算机-单片机-FPGA结合的方式，具体来说，嵌入式计算机负责运行前端软件，与用户进行交互。单片机位于模板上，负责处理嵌入式计算机的消息，并管理各个功能模块的地址。每一个功能模块赋予一个硬件地址，并使用FPGA管理板卡上的各条电路通路。在步骤S3中，对多个所述功能模块进行独立化设计时，多个所述功能模块的功能、性能以及元器件选型均按照载人三期各型号的最大需求进行设计。使其可适用于所有后续型号测试需求。根据本专利技术的构思，多个功能模块包括供电控制模块、指令控制模块和有线信号采集模块。在所述步骤S4中，使用配置文件对硬件地址及信号数据进行管理。从如此可以可实现：不同的信号通路数量需求可通过插接不同数量的同类板卡实现。信号的数据系数或触发阈值可通过配置文件直接修改后生效。以下结合附图对本专利技术的通用型供配电测试系统的设计方法进行详细说明：根据载人三期各型号的测试需求，地面供配电测试系统需要提供地面稳压供电、有线指令开出及有线信号采集等功能，除地面稳压供电使用通用电源设备外，其他功能均为本专利技术需要解决的通用化设计目标。如图1和图2所示，本架构模型中，测试设备之间为并行模式工作，单台测试设备出现故障，不会影响其他测试设备功能，若运行服务器程序的设备(数据库服务器)出现故障，将服务器程序在另一台设备上启动并更改连接配置后重连即可完成故障处置。之后对不同的测试设备进行设计，即进行功能板卡设计：对于供电控制模块的设计。配电模块是对地面稳压电源向载人航天器上的供电通路进行控制的功能板卡，替代二期集中供电接口机箱的功能。基本原理示意如图3所示。根据载人航天器各型号母线额定电压和功率情况，最大母线额定电压为100V，当功率为2000W时，地面端输出电压约为110V。因此功率继电器选型时选取额定负载达到最大包络的规格型号的磁保持继电器，使用继电器的辅助触点实现继电器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用型供配电测试系统的设计方法，包括：S1、对所述系统构架进行通用化设计；S2、对所述系统的硬件电路进行信号数字化设计；S3、对所述系统中的多个功能模块进行独立化设计；S4、对所述系统进行软件可配置化设计。

【技术特征摘要】
1.一种通用型供配电测试系统的设计方法，包括：S1、对所述系统构架进行通用化设计；S2、对所述系统的硬件电路进行信号数字化设计；S3、对所述系统中的多个功能模块进行独立化设计；S4、对所述系统进行软件可配置化设计。2.根据权利要求1所述的通用型供配电测试系统的设计方法，其特征在于，在所述步骤S1中，为所述系统构架设置数据库服务器和多台测试设备，为所述系统构架中的每一台设备设置TCP/IP通信接口，多台测试设备通过交换机由所述数据库服务器统一管理且并网运行。3.根据权利要求2所述的通用型供配电测试系统的设计方法，其特征在于，所述测试设备配置有通用机箱和多个功能模块，所述通用机箱包括嵌入式计算机和母板，多个所述功能模块以CPCI子母板插接形式与所述母板连接；所述母板负责完成在所述嵌入式计算机和多个所述功能模块之间的信号交互。4.根据权利要求3所述的通用型供配电测试系统的设计方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铮，潘顺良，张福生，翟筱羿，谢志勇，景旭贞，
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