[发明专利]空间环境模拟器中精密仪器的集中控制系统

说明书

本发明公开了一种应用于超大型空间环境模拟器中的精密仪器集中控制系统，包括主服务器单元、子服务器单元、客户端单元。主服务器单元并发多个数据处理单元，根据系统资源占用情况及设备运行状态情况，使多个数据处理单元以串、并行相结合的方式进行工作，同时将所有数据和状态信息汇总；子服务器单元主要负责底层PXI数据采集设备和程控电源的控制及与主服务器单元的数据交互；客户端单元主要与主服务器单元、用户进行交互。本发明合理调度及分配资源，提高资源的利用率，在温度响应为大滞后的真空低温环境下，提升了数据采集及回路控制的速度，在周期不变的情况下，可以实现3500路的数据采集，以及2000个控制回路的电源控制，是以往设备的2～4倍以上。

技术领域

本发明属于空间环境模拟系统技术领域，具体涉及一种在超大型空间环境模拟器中精密仪器的集中控制系统和控制方法。

背景技术

空间环境模拟器是一种用于模拟外太空真空、冷黑、外热流环境的设备。为了模拟空间外热流，一般采用一定的控制算法软件，控制程控电源的输出，通过红外加热装置模拟空间外热流。在模拟空间外热流时，需要测量到达航天器表面或被航天器表面吸收的空间外热流，不管采用哪种热流计进行测量，都是通过测量温度，然后用公式换算成热流值的，因此，需要通过精密数据采集仪器完成温度的测量任务。

近年来我国航天事业迅速发展，航天器型号试验任务空前增多，必须对航天器进行充分的真空、冷黑和空间外热流条件下的真空热试验，这就对试验操作人员的熟练度、数量、人为操作设备的失误率提出了较高的要求，这就要求航天器地面试验设备的测控系统也必须向着高自动化、高可靠性、高智能化的方向发展。其次，随着航天器的批量生产和新型航天器的研制，外热流模拟和温度测量需要配置的控制点、测量点数量越来越多，要求的控制精度越来越高，速度越来越快，控制要求越来越复杂。在某新建的超大型空间环境模拟器中，需要实现3500路的温度数据采集，以及近2000个控制回路的电源控制，且控制周期最大不超过60秒。

发明人在调研中发现，在超大型空间环境模拟器中，精密仪器的集中控制与传统仪器控制存在巨大差异。主要表现在：红外加热装置和航天器工作在一个真空冷黑环境中，环境压力在10^-3Pa～10^-5Pa之间，温度在-200℃～-100℃之间，在该真空环境下热交换方式只有热辐射，而不存在热对流，系统具有较大的热滞后。此外，本发明与现有的用于空间环境模拟器中精密仪器控制也存在一定差异，主要表现在：a系统要具有较高的自动化程度，人工操作要求简单；b系统对数据采集仪器、程控电源实现集中控制管理，而不是分别控制；c系统测量点、控制点的数量巨大，相当于以往空间环境模拟器的2～4倍，但系统需求变化不大，仍要求在一定的时间内，保证精度的同时，完成温度测量及外热流模拟。

因此，为了满足现有航天器的外热流模拟试验需求，本发明需研制出一种用于超大型空间环境模拟器中，按自动工作流程运行的、可灵活配置的、多通道的精密仪器的集中控制系统以及使用该控制系统的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于发明一种用于超大型空间环境模拟器中精密仪器的集中控制系统。针对目前空间环境模拟器中精密仪器控制的不足，本发明优化系统结构，提高自动化水平，简化操作流程，在节省人力的同时也最大程度的避免了由于人为因素给试验结果带来的误差。本发明为空间环境外热流模拟提供了技术保障，为航天器的真空热试验工作提供了保障。

本发明采用了如下的技术方案：