[发明专利]用于运载火箭子级落区控制的综合电子系统及其实现方法

说明书

本发明涉及用于运载火箭子级落区控制的综合电子系统及其实现方法，该综合电子系统包括卫星导航模块、CPU模块、配电模块、时序输出模块和数据采编综合及存储模块，通过采用模块化综合电子架构，核心设备采用通用功能模块设计，将箭上控制和测量的功能进行了优化设计和一体化集成，有效简化了设备数量、重量、功耗；该电子系统用于完成箭上子级栅格舵控制、整流罩回收伞控、助推器回收伞控以及各类搭载测量需求，并先后开展了综合试验、匹配试验、出厂测试、发射场测试以及飞行试验，最终经过飞行试验考核，取得圆满成功。

技术领域

本发明涉及一种用于运载火箭子级落区控制的综合电子系统及其实现方法，属于运载火箭电气系统技术领域。

背景技术

随着我国运载火箭发射任务的日益增多，子级残骸落区及安全性已经成为影响型号飞行方案及运载能力的关键因素。以提高子级残骸落区安全性、提高运载火箭任务适应性目标。需开展一子级再入定点着陆控制运载火箭子级再入定点着陆控制研制。

传统运载火箭电气系统分为控制、测量、各自的地面测发控等系统，具有研制周期长、成本高、重量大、系统间接口复杂、维护困难等特点。随着微电子技术飞速发展，芯片集成技术越来越成熟，国内外航空航天领域在分布式综合电子架构、新一代电源技术开展了大量探索，比如宇宙神(Atlas)、SLS、Falcon、Ariane6、H-2A等运载火箭，均在综合电子、新型能源方面取得了较为显著的成果。

为实现一子级返回段GNC控制、飞行时序控制、箭上供配电、遥测数据采集、存储与发送等功能需求，同时也为验证后续运载火箭箭上电气系统一体化架构，迫切需要研制一种用于运载火箭子级落区控制的综合电子系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于运载火箭子级落区控制的综合电子系统，通过模块化综合电子技术，实现传统电气设备的高度集成，形成通用化电气系统平台，完成火箭子级落点控制，为后续整流罩伞控、助推器伞控等各类搭载项目提供硬件平台。

本发明的另外一个目的在于提供一种用于运载火箭子级落区控制的综合电子系统的实现方法。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

用于运载火箭子级落区控制的综合电子系统，包括卫星导航模块、CPU模块、配电模块、时序输出模块和数据采编综合及存储模块，其中：

卫星导航模块，通过天线接收外部卫星导航信号，解算综合电子系统的位置和速度信息，将所述位置和速度信息同时发送至CPU模块和数据采编综合及存储模块；同时还将收星的数量、质量以及卫星导航模块自身的工作状态信息发送至数据采编综合及存储模块；

CPU模块，从卫星导航模块接收综合电子系统的位置和速度信息，进行组合导航计算、制导计算和姿控计算，并将计算结果输出给外部伺服机构，用于控制箭体姿态；向给时序输出模块发送火工品、电磁阀动作指令；向数据采编综合及存储模块发送遥测数据，所述遥测数据包括CPU模块的运行状态参数以及所述组合导航计算、制导计算和姿控计算的计算结果；向配电模块发送配电指令；

配电模块，接收CPU模块发送的配电指令，对外部设备进行配电，并向数据采编综合及存储模块发送遥测数据，所述遥测数据包括配电模块自身的运行状态参数；

时序输出模块，接收CPU模块发送的火工品、电磁阀动作指令，经过光电隔离后进行信号功率放大，驱动火工品和电磁阀；

数据采编综合及存储模块，接收卫星导航模块发送的综合电子系统的速度和位置信息，以及收星的数量、质量和卫星导航模块工作状态信息，接收CPU模块发送的遥测数据，接收电源模块发送的工作状态信息，同时采集外部传感器的模拟量信号，对上述所有信息进行统一编码，进行存储，同时发送给外部的遥测发射机。