[发明专利]一种用于火箭垂直度全自动调整的控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种用于火箭垂直度全自动调整的控制系统及控制方法，其可以自动精确读取火箭箭体水平仪测量数据，并将水平数据自动解算为箭体垂直度参数，并通过支撑臂控制器自动进行数值解算及判断，分配予不同位置的火箭支撑臂以不同的调整量及调整速度，自动进行迭代及进行调整动作，进而完成火箭垂直度全自动调整工作。与现有的通过人工读数并计算相比，本发明所提供的用于火箭垂直度全自动调整的控制系统及控制方法可以自动精确读取火箭箭体水平仪测量数据，并进一步判断火箭垂直度是否满足要求，操作人员可以直接根据显示装置的对比结果，判断是否需要进行调整。

技术领域

本发明属于火箭发射技术领域，具体涉及一种用于火箭垂直度全自动调整的控制系统及控制方法。

背景技术

火箭调平机构一般包括支撑臂、电气控制系统、伺服电机等部件，火箭支撑臂数量依据火箭型号的不同可以为4个、8个或者12个，具体形式为螺杆—螺母传动机构，火箭支撑臂设置于发射平台上表面，火箭底部支腿上有安装孔，火箭支撑臂防风拉杆穿过通孔，并通过防风螺母固定，进而实现火箭箭体与支撑臂的稳定连接。

理想状态下，火箭支撑臂安装后，整个全自动调平机构处于水平状态，便于起竖后的火箭箭体处于竖直状态。但是，通常由于支撑臂本身的加工误差、安装误差以及火箭起竖后的安装位置偏差等因素，火箭垂直度存在一定的偏差。垂直度能否满足要求，对于火箭能否安全可靠发射至关重要。

火箭垂直度调整是火箭发射准备工作的一部分，目的在于调整箭体的初始姿态，减小起飞段的横向漂移量，保证火箭起飞安全。由于火箭的燃料为液体，需要在发射平台上起竖后加注，相应地，垂直度调整也分为加注前的空载状态调整和加注后的满载状态调整两种。

现有的火箭垂直度的调整方法主要为半自动方式，即操作人员对箭体上的水平仪进行读数，将数值报至控制台，人工再对水平仪测量数据进行计算，分别对调平系统中的各火箭支撑臂进行调整，从而达到垂直度调整的要求，但存在以下问题：首先，现有技术中人工进行计算并多次调整，一定程度上依赖于个人经验，易产生误差，调平效率低；其次，调平过程中易出现受力不均的情况，对机械结构造成一定的损坏，从而增加箭体垂直度调整风险；再者，考虑到加注燃料具有一定危险性，发射基地要逐步转换为无人值守的自动化操作模式，尽量减少人工参与，提高调整效率。

发明内容

本发明提供一种用于火箭垂直度全自动调整的控制系统及控制方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

第一方面，本发明提供了一种用于火箭垂直度全自动调整的控制系统，其包括箭体垂直度测量系统、电气控制系统和支撑臂机构。所述的箭体垂直度测量系统包括水平测量仪和自动计算模块。所述的电气控制系统包括发射台电控上位机、支撑臂控制器和人机交互系统。所述的支撑臂机构为火箭垂直度全自动调整的执行机构，包括伺服电机、位移传感器、力传感器和支撑臂，安装于发射平台上，一般为4个组成，也有8个、12个组成。

所述的水平测量仪设置于箭体上，与所述的自动计算模块连接，所述的水平测量仪用于测量水平数据，实时提供水平数据，并将测量的水平数据通过信号电缆传输至自动计算模块，所述的自动计算模块将水平测量仪测量的水平数据自动解算为箭体垂直度参数；

所述的自动计算模块与发射台电控上位机连接，发射台电控上位机与支撑臂控制器连接，支撑臂控制器与人机交互系统连接；其中，自动计算模块将解算的箭体垂直度参数的数据传输至发射台电控上位机，再由发射台电控上位机将数据传输至支撑臂控制器，支撑臂控制器自动对数据进行解算，将结果显示至人机交互系统中，并将接收的数据与系统设定的垂直度要求进行比对，根据比对结果发出相应的控制指令，如满足垂直度要求，则不进行调整；如不满足要求，则需进行垂直度调整。人机交互系统用于显示当前的火箭垂直度参数与火箭安全发射的垂直度要求范围的比对结果，也可用于对支撑臂控制器的参数进行调整。