[发明专利]一种防惯性平台框架翻滚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及运载火箭平台技术，特别是运载火箭的惯性平台自动测试系统中的一种防框架翻滚保护方法，

背景技术

众所周知，目前惯性平台是航天器的心脏，它对航天器的惯性导航和姿态控制起到了决定性的作用，并直接影响其飞行精度。由于惯性平台是由框架构成的平台架构，惯性平台内置有众多精密惯性器件、放大器等，结构复杂，外界环境对其影响较大，种类繁多的测试仪器设备之间信号干扰较大。因此，现有往往在电测试时会出现惯性平台框架翻滚的现象，其主要由误操作、平台内置器件性能、外部测试设备质量等原因引起。框架翻滚意味着惯性平台的损坏，平台内部某些敏感元件在强烈的外力矩推动下损坏，因框架大角度翻滚，内部连线被大量扯坏，惯性平台无法使用，返修等于重新生产一套新的惯性平台。平台产量少、造价贵，为防止惯性平台的框架翻滚，有关行业正在研制新的防护方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种防惯性平台框架翻滚的方法，能够防止惯性平台框架翻滚，避免平台内部敏感元件损坏。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下的技术方案实现的。一种防惯性平台框架翻滚的方法，其具体包括步骤如下：

1)配备惯性平台的硬件资源，包括惯性平台的配电、惯性平台内伺服系统，用敏感元件测量惯性平台各方向框架的姿态输出和转动力矩，用于分别控制计算机和实现电路进行响应；

2)构造平台姿态输出和框架转动力矩的物理解算模型，引入仿真电路并计算响应时间；

3)根据上述步骤得到的参数，制备一块综合测试用的印制板电路，用于控制实际工程的逻辑输出。

所述的步骤1)中，测量各方向框架的姿态输出和转动力矩，对姿态和力矩两种物理量进行解算，转化成易于工程实现的输出信号。

所述的步骤2)中，解算模型，根据惯性平台框架自身的转动力矩，计算允许的最大惯性时间，并计算总响应时间。

本发明采用的方法，与现有技术相比，其有益效果是：

1.本方法是基于惯性平台自动测试系统的实现共同开发的，并嵌套于惯性平台自动测试系统中。本方法能独立成型设计相应的保护机制，配合相应的惯性平台可以单独工作。

2.本方法的物理解算和实现均基于惯性平台自身的模型和特性，并通过硬件实现了相应的功能，其响应时间有保证，不会受到外界的干扰。

3.本方法实现简单，在实际应用时根据不同的情况可以进行参数调整，稳定可靠。

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明对惯性平台防翻滚技术实现电路的原理框图。

具体实施方式

惯性平台在电测试时因为误操作、平台内置器件性能、外部测试设备质量等原因引起的框架翻滚现象，由于上述原因会不定期出现且无法预知和控制，采用本方法能够及时避免因上述原因出现的框架翻滚现象，从而保护平台不受损伤，为进一步查找真实原因并采取措施提供了条件。

如图1所示，为惯性平台防翻滚技术实现电路的原理框图，根据图说明方法的实施步骤：

1、配备惯性平台的硬件资源

在惯性平台上配备相应的硬件资源。平台自动测试系统完成对惯性平台的配电、惯性平台内伺服系统的正常闭环工作，并对平台系统中框架的角度传感器信息进行测量，表明平台系统内、外环和台体三框架的实时位置；对平台系统中框架的力矩电流进行采样输出，并根据实际情况对其进行放大和隔离，用于表明平台系统三框架的转动力矩。平台自动测试系统对平台的各物理量进行数模转换通讯。

2、构造惯性平台有效信号输入输出的物理模型

构造惯性平台姿态输出和框架转动力矩的物理解算模型，对惯性平台形成框架翻转最直接的信号为平台的框架姿态输出和框架的力矩电流输出，当平台某框架出现翻转时，不可避免的会出现姿态急速增大且大力矩电流的现象出现。相对于不同的惯性平台，根据其接口电路和输出姿态信号和转动力矩信号的特性分别按照实际情况进行解算。

由于框架转动的特性，即使及时断电因为框架惯性也有可能造成转动过大损坏平台本身，但感应太灵敏又会影响正式工作。所以需要在最坏情况下平台框架转动惯量的大小，计算出允许的最大惯性时间并作为后续数字信号解算的理论基础。

3、根据上述步骤得到的参数，制备一块综合测试用的印制板电路

通过物理模型解算后，分别对三个框架的有效输入信号进行调理和模转数处理，并根据任意一个框架产生超过敏感阀值的数据进行数字信号解算，主要针对超过阀值的数据分别采取数字保持电路和逻辑处理电路进行数据解算。

惯性平台正常工作时部分测试项目的需求，还需要采用计算机或手动操作对本解算电路进行控制与安全复位。通过数字解算后的信号可以用于控制整个测试系统的控制总电源，并进而控制平台三框架的转动力矩。经过大量试验验证，采用本方法的保护技术，可以在平台框架出现翻滚的情况下在有效的时间内保护平台系统不受损伤。