Формирователь команд управления контрольно-испытательной станции для испытаний систем электропитания космических аппаратов

Полезная модель относится к устройствам автоматики и может найти применение в устройствах для наземных испытаний космических аппаратов, а также в процессе исследований и настройки новых инженерных и технологических решений управления ракетно-космической техникой. Техническим результатом является имитация команд управления, формируемых системой управления, для системы электропитания космического аппарата на этапах операционного контроля, заводских и приемосдаточных испытаний.
Используемые в настоящее время автоматизированные системы контроля системы электроснабжения космического корабля позволяют реализовать полный комплекс наземных испытаний специализированного энергоснабжения, всех видов нагрузок, измерение параметров, формирование команд управления и контроль телеметрии, а также непосредственное управление и регистрацию параметров энергопреобразующей аппаратуры системы электропитания космического аппарата, используя мультиплексный обмен информацией. Контрольно-испытательная станция, входящая в такую автоматизированную систему, подключается к энергопреобразующей аппаратуре и используется для контроля состояния аналоговой телеметрии, аналоговых датчиков, релейных датчиков, контактных датчиков, датчиков температуры; формирования команд управления в виде импульсов напряжения или сухим контактом и т.п. Формирователь команд управления является важной частью контрольно-испытательной станции и определяет ее функциональные возможности и надежность при проведении испытаний.
Известен блок управления, БУ 104, предназначенный для выдачи управляющих команд на исполнительные устройства, выпускаемый компанией «Информтест» (http://www.informtest.ru/produktsiya/control-and-operatuon-system/bu104/).
БУ104 применяется для стендовых испытаний ракетно-космической техники (выдача команд управления, исполнение циклограмм и др.). Выдача команд управления может осуществляться как по схеме подключения нагрузки с «общим плюсом», так и по схеме подключения нагрузки с «общим минусом». Логически БУ104 разделен на собственно коммутатор команд, автомат исполнения циклограмм и многоканальный измеритель тока. Включение и отключение команд может одновременно выполняться по запросам управляющего компьютера, по записанным в память БУ104 циклограммам, Каналы измерителя подключены к выходам коммутатора команд. Однако можно использовать ряд из них, подключая к каким либо датчикам, используя информацию с них для процессов автоматического регулирования в реальном времени. Блок управления БУ104 может осуществлять автоматический переход на программу «Аварийное завершение испытаний» при возникновении нештатной или аварийной ситуации как по результатам измерений, так и по команде через соединитель на лицевой панели блока.
Источником питания для формирования команд управления может служить любой промышленный источник питания постоянного тока, обеспечивающий требуемые характеристики команд управления.
Задача заявляемой полезной модели - расширение арсенала технических средств для формирования команд управления и повышение надежности устройства.
Поставленная задача решается тем, что в формирователь команд управления контрольно-испытательной станции для испытаний систем электропитания космических аппаратов, содержащий множество каналов коммутации, встроенный блок управления на основе процессора, коммутатор команд и измеритель тока в каждом канале коммутации, а также источник питания, дополнительно введены счетчик времени своим входом соединенный с блоком управления, а выходом - с коммутатором команд каждого канала, и, в каждый канал коммутации, компаратор, один из входов которого соединен с коммутатором команд соответствующего канала, а другой вход и выход связаны с блоком управления, при этом, источник питания является встроенным и состоит из общего источника регулируемого напряжения, соединенного с измерителем тока каждого канала и блоком управления, и отдельных источников регулируемого тока в каждом канале коммутации, при этом каждый из указанных источников регулируемого тока соединен с измерителем тока и коммутатором команд соответствующего канала, а также с блоком управления.
На рисунке приведена функциональная схема формирователя команд управления.
Формирователь команд управления, состоящий из множества каналов коммутации 1, 2…n, содержит встроенный блок управления 3, коммутатор команд 4 в каждом из каналов коммутации, а также измеритель тока 5 в каждом канале коммутации. Счетчик времени 6 своим входом соединен с блоком управления 3, а выходами - с коммутаторами команд 4 каждого канала коммутации 1, 2, …n. Каждый из каналов коммутации содержит компаратор 7, один из входов которого соединен с коммутатором команд 4 соответствующего канала коммутации, а другой вход и выход связаны с блоком управления 3. Встроенный источник питания состоит из общего источника регулируемого напряжения 8 и отдельных источников регулируемого тока 9, включенных в каждый канал коммутации 1, 2, …n, каждый из указанных источников регулируемого тока соединен с измерителем тока 5 и коммутатором команд соответствующего канала коммутации, а также - с блоком управления 3.
Устройство работает следующим образом.
Каждый канал коммутации 1, 2, … n предназначен для формирования импульса напряжения, который имеет свое назначение, и определенным образом переключает режим работы системы электропитания космического аппарата при проведении испытаний. Стабилизированное, регулируемое напряжение источника 8 поступает на каждый канал коммутации 1, 2, …n, где через измеритель тока 5 поступает на вход регулируемого источника тока 9. Выход регулируемого источника тока 9 соединен с входом коммутатора 4, который формирует команды управления с параметрам длительности, напряжения и тока, задаваемыми из блока управления 3. Компаратор 7, контролирует напряжение команды управления и отправляет в блок управления 3 квитанцию снижения выходного напряжения в канале коммутации 1 или 2 … или n ниже порогового уровня заданного из блока управления 3. При снижении выходного напряжения в любом из каналов коммутации ниже порогового уровня при формировании команды управления, блок управления 3 блокирует источник регулируемого напряжения 8. При формировании повторной команды управления блок управления 3 вновь разрешает работу источнику напряжений 8, реализуя принцип повторно-восстанавливаемой защиты до устранения причины перегрузки.
В случае выхода из строя блока управления 3 в момент формирования команды, счетчик времени 6, произведет отключение коммутатора 4, задействованного канала коммутации, при превышении заданной длительности формируемого импульса, исключая возникновение аварийных ситуаций в объекте контроля.