一种非对称异构冗余控制系统的制作方法

本发明涉及一种非对称异构冗余控制系统，属于运载火箭控制。

背景技术：

1、在运载火箭控制系统中，为了提高系统可靠性，通常采用冗余设计避免因为元器件、单机故障造成系统功能失效，单台设备三冗余配置下，可以通过三取二表决机制剔除故障单机，确保系统稳定可靠，但在系统重量、空间受限的条件下，很难确保所有产品都按照三冗余配置。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统控制单机系统的可靠性与重量体积约束的矛盾，提出了一种非对称异构冗余控制系统。

2、本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

3、一种非对称异构冗余控制系统，包括执行设备、测量设备、主控设备、数据总线，其中：

4、执行设备，接收主控设备通过数据总线传输的控制指令，根据控制指令数据进行飞行器预定姿态与飞行轨迹的调整；

5、测量设备，采集当前飞行器的姿态信息及轨迹信息，作为测量信息通过数据总线传输至主控设备中；

6、主控设备，通过数据总线接收测量设备获取的测量信息，对测量信息进行解算获取对应执行设备的控制指令，通过数据总线向执行设备传输控制指令；

7、主控设备采取三冗余配置，各主控设备机均控制三条数据总线；测量设备采取双冗余配置，挂载于其中两条数据总线中实现测量信息传输。

8、所述执行设备包括执行设备s1-1、执行设备s1-2、执行设备s1-3，为三冗余配置，均通过三条数据总线接收各主控设备机传输的控制指令。

9、所述执行设备s1-1、执行设备s1-2、执行设备s1-3与三冗余设置的各主控设备机间控制关系为：

10、三冗余设置的各主控设备机于主控设备内部进行三取二表决后输出最终控制指令，通过控制信号形式进入数据总线传输。

11、所述执行设备s1-1、执行设备s1-2、执行设备s1-3分别对应执行分机r1_1与执行分机r1_2、执行分机r2_1与执行分机r2_2、执行分机r3_1与执行分机r3_2，各执行设备接收到控制指令后控制对应执行分机动作。

12、所述执行设备s1-1、执行设备s1-2、执行设备s1-3分别通过对应执行分机实现飞行器预定姿态与飞行轨迹的调整。

13、所述测量设备包括测量分机s2_1、测量分机s2_2，分别挂在于三条数据总线中的预设两条上，挂载测量设备的数据总线根据冗余控制设计需求确定。

14、还包括测量分机s3，当测量设备的数据测量功能不满足冗余控制设计需求时，将测量分机s3投入数据测量中以保障测量功能。

15、所述执行设备、测量设备、主控设备与数据总监间采取交叉耦合控制模式避免数据传输资源浪费。

16、所述主控设备内的主控设备机a、主控设备机b、主控设备机c功能完全相同，同时接收数据总线传输数据，并于测量信息解算完成并生成控制指令后立刻进行三取二表决输出。

17、所述执行设备、测量设备、主控设备集成设计同一控制硬件结构中。

18、本发明与现有技术相比的优点在于：

19、本发明提供的一种非对称异构冗余控制系统，提出基于非对称异构冗余的控制系统集成设计方案，根据系统内不同单机的重要程度配置不同的冗余度，同时在单台设备内根据模块可靠度及系统应用方法，采用两冗余与三冗余相结合、内部交叉控制的集成设计方法，分域提升系统可靠性，同时通过不同冗余度相结合与内部交叉控制的系统集成方法，在最小硬件配置条件下达到最大可能的故障容忍度，提高控制系统的工作可靠性与安全性。

技术特征：

1.一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

10.根据权利要求1所述的一种非对称异构冗余控制系统，其特征在于：

技术总结一种非对称异构冗余控制系统，采用串行总线进行集成设计，规划三冗余总线实现主控设备与测量设备、执行设备的信息交互，包括执行设备、测量设备、主控设备、数据总线，通过主控设备负责系统管理，根据测量设备获取的测量信息，依据自身信息解算与控制算法生成执行设备的控制指令，确保火箭按照预定姿态与轨迹飞行；通过测量设备、执行设备实现测量信息采集及对应飞行器设备控制。技术研发人员：陈伟,曹帮林,杨业,黄波,李小龙,张福鑫,代计博,刘学士,陈晓燕,刘乾坤受保护的技术使用者：北京航天自动控制研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18