CN101696911B - 火工品点火电特性的模拟装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞行器电网络试验技术，特别涉及火工品点火电特性的模拟装置及其方法。它包括程序控制器、可程控直流源A、可程控直流源B、转电控制盒和GPIB控制模块，程序控制器安装有LabView虚拟仪器软件开发平台，可开发程控软件，GPIB控制模块为USB转GPIB总线控制模块，转电控制盒为手动方式控制供电，通过本装置及其方法的电压变化来模拟电流变化产生的线路不同压降，试验流程中不会出现大电流现象，可重复，安全性高，经济实惠，非常适合对飞行器进行点火验证试验。

Description

火工品点火电特性的模拟装置及其方法

技术领域

本发明属于飞行器电网络试验技术，特别涉及火工品点火电特性的模拟装置及其方法。

背景技术

火工品为起爆、引燃能源并提供做功的装置，是飞行器上不可缺少的主要动力装置之一，工作时通过内部电点火头来响应飞行器各时序点火电信号，并激发火工品内部化学成份来满足飞行器相关成件的工作环境。其主要缺点是：价格贵、不可重复利用、点火瞬间电流大且点火后可能造成点火线路的短路。为了考核飞行器各分系统成件对供电电源特性的适应性，必须按飞行器真实工作流程进行飞行器电网络试验，其间有多个火工品的不同时序供电并点火会对飞行器的电网产生影响。为了减少火工品点火时对飞行器电网的影响，一般要求在每个点火线路中串入不同功率阻值的限流保护电阻。针对火工品的上述特性及独特使用要求，在飞行器研制阶段，必须通过多次电网络试验来完成限流保护电阻的选型，完善飞行器电网的总体设计方案。总之，电网络试验是飞行器电网总体设计的重要验证试验之一，是进行火工品限流保护电阻选型的重要手段之一。

传统的试验方法是采用大量真实火工品的多次点火法，即通过专车专人从火工品厂采购回真实火工品进行限流保护电阻选型及电网络试验。由于火工品成件贵、不可重复利用、采购运输周期长、成本高，且试验时存在多次点火，对试验现场的管理及试验环境要求较高，浪费大量人力、物力和处理时间。在此情况下，急需引入更先进、更快捷、更可靠的试验手段，虚拟技术在这方面有无可比拟的优势，通过该技术设计的火工品点火电特性模拟装置及其试验方法来模拟火工品点火头的点火电特性，完成限流保护电阻的选型及飞行器电网络试验的考核。

发明内容

所要解决的技术问题：为了选配好合适的限流保护电阻并完成电网络试验，本发明利用虚拟仪器技术设计了一套火工品点火电特性的模拟装置及其试验方法，在一定程度上能够模拟真实火工品的点火电特性。通过该方法可实现对点火线路限流保护电阻选型，配合完成飞行器电网络试验，避免了采用传统方法试验过程中出现的多次点火，降低了试验现场的安全管理难度及试验环境要求。

本发明所采用的技术方案：火工品点火电特性的模拟装置，包括程序控制器、可程控直流源A、可程控直流源B、转电控制盒和GPIB控制模块，其特征在于，程序控制器通过GPIB控制模块与可程控直流源A、可程控直流源B连接，可程控直流源A、可程控直流源B的正负极分别与转电控制盒的正负极连接，转电控制盒与测试件连接。

火工品点火电特性的模拟方法，其特征在于，程序控制器安装有LabView虚拟仪器软件开发平台，可开发程控软件，GPIB控制模块为USB转GPIB总线控制模块，转电控制盒为手动方式控制供电，其步骤如下：

1)接通可程控直流源A开关，将GPIB地址号设置为a(a为1～31任意整数)；

2)接通可程控直流源B开关，将GPIB地址号设置为b(b为1～31任意整数，但与a不能为同一整数)；

3)根据汇流条电压波形设置程序控制器的程控软件；

4)根据可程控直流源A及可程控直流源B的GPIB地址号分别设置程序控制器[1]的程控软件；

5)手动接通转电控制盒的供电控制开关；

6)运行程序控制器的程控软件，进入试验流程，试验时如出现紧急情况可通过转电控制盒切断供电，确保测试件的安全。

本发明的有益效果：火工品点火电特性的模拟装置及其方法成功解决了限流保护电阻的选型及电网络试验需求，提高了飞行器研制试验手段，已在某产品研制有关试验中得到了成功验证。根据该套模拟装置及试验方法的功能特点，其主要应用于各型飞行器的限流保护电阻选型及电网络试验。另外，该模拟装置及试验方法还具有如下优点：

1)该方法是通过电压变化来模拟电流变化产生的线路不同压降，流程中不会出现大电流现象，可重复性好，安全性高；

2)该方法经济实惠，通过编写软件对电源的程序控制即可做到模拟火工品点火电特性，节省了试验件购置费；

3)该方法可扩展应用到其它要求对电压进行控制的试验中，如供电故障复现及电压曲线仿真等试验中。

总之，通过程序控制电源输出电压来模拟真实点火时飞行器汇流条电压曲线的方法。此方法通过电压变化来模拟电流变化产生的线路不同压降，试验流程中不会出现大电流现象，可重复，安全性高，经济实惠，非常适合对飞行器进行点火验证试验。该模拟装置及其试验方法的实现及成功应用说明能够很好的服务于飞行器研制试验中，可节约大量人力、物力和时间，在各型飞行器的有关试验中具有一定的扩展应用能力和长期使用价值。

附图说明：

图1是本发明中模拟飞行器汇流条电压波形图：

图2是本发明的硬件组成及试验连接示意图：

图3是本发明的程控软件流程图：

具体实施方式：

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，参见图1-3，火工品点火电特性的模拟装置，包括程序控制器1、可程控直流源A3、可程控直流源B4、转电控制盒5和GPIB控制模块6，程序控制器1通过GPIB控制模块6与可程控直流源A3、可程控直流源B4连接，可程控直流源A3、可程控直流源B4的正负极分别与转电控制盒5的正负极连接，转电控制盒5与测试件2连接。

火工品点火电特性的模拟方法，程序控制器1安装有LabView虚拟仪器软件开发平台，可开发程控软件，GPIB控制模块6为USB转GPIB总线控制模块，转电控制盒5为手动方式控制供电，其步骤如下：

1)接通可程控直流源A3开关，将GPIB地址号设置为a(a为1～31任意整数)；

2)接通可程控直流源B4开关，将GPIB地址号设置为b(b为1～31任意整数，但与a不能为同一整数)；

3)根据汇流条电压波形设置程序控制器1的程控软件；

4)根据可程控直流源A3及可程控直流源B4的GPIB地址号分别设置程序控制器1的程控软件；

5)手动接通转电控制盒5的供电控制开关；

运行程序控制器1的程控软件，进入试验流程，试验时如出现紧急情况可通过转电控制盒5切断供电，确保测试件2的安全。

其中：

1)程序控制器1为工业控制计算机，如研华IPC-610H工控机，是本发明的控制器，安装有LabView虚拟仪器软件开发平台，可根据试验需要编写程控软件；

2)可程控直流源A3及可程控直流源B4是一种可程序控制的直流稳压电源，如Agilent6673A直流源，最大输出30V/60A，具有GPIB仪器控制总线；

3)转电控制盒5是具有两路供电控制功能的手动接通转电控制盒，主要用于紧急情况人为切断供电，确保测试件2的安全；

4)GPIB控制模块6为USB转GPIB总线控制模块，如Agilent82357B，此模块能够将USB总线通讯转换成GPIB总线，即可通过USB总线实现对GPIB仪器的程控功能；

具体实施步骤：

1)通过GPIB控制模块6将程序控制器1的USB接口与可程控直流源A3及可程控直流源B4的GPIB接口连接；

2)将可程控直流源A3、可程控直流源B4的正负极分别与转电控制盒5的正负极连接；

3)通过真实点火试验或根据火工品点火电流值理论计算获得飞行器真实工作流程的汇流条电压波形图；

4)接通程序控制器1电源开关启动操作系统，安装GPIB控制模块6的硬件驱动，对硬件进行自测试；

5)启动程序控制器1的LabVIEW虚拟仪器软件开发平台，开发程控软件；

6)接通可程控直流源A3开关，将GPIB地址号设置为a(a为1～31任意整数)；

7)接通可程控直流源B4开关，将GPIB地址号设置为b(b为1～31任意整数，但与a不能为同一整数)；

8)启动程控软件，对GPIB控制模块6进行硬件初始化；

9)进入程控软件界面，设置可程控直流源A3及可程控直流源B4的仪器控制地址号，分别设置为a和b；

10)根据汇流条电压波形图设置程控软件的控制参数；

11)手动接通转电控制盒5的供电控制开关；

12)运行程序控制器1的程控软件，通过USB总线发送仪器控制命令，可程控直流源A3及可程控直流源B4读取USB总线转发给GPIB总线的仪器控制命令并响应输出；

13)进入试验流程。试验时如出现紧急情况可通过转电控制盒5切断供电，确保测试件2的安全。

实施举例

参见图1，模拟飞行器汇流条电压波形图表示了某飞行器工作流程中的汇流条电压变化过程，可通过飞行器真实点火试验来获取汇流条电压波形图，也可根据火工品点火瞬间电流值来计算给出电压波形图。图1中28.5V为飞行器汇流条正常供电电压，电压V1及V2分别为火工品点火时汇流条瞬间电压，不同火工品的点火电流也有差别。在飞行器进行电网络试验走实战发射流程过程中，分别在0(飞行器发射时刻)、t1、t2、t3+2及t4共4个时间点出现不同火工品点火过程，导致多次出现电压下降。本发明通过模拟飞行器汇流条电压的实时变化来考核飞行器各成件能否正常工作。

参见图2，本火工品点火电特性的模拟装置主要由程序控制器1、可程控直流源A3、可程控直流源B4、转电控制盒5和GPIB控制模块6等硬件组成。试验时将本模拟装置与测试件2连接，并由程序控制器1中的程控软件控制试验供电。

参见图3，程控软件安装在程序控制器1中，通过LabView虚拟仪器软件平台开发。

试验名称：某型飞行器电网络试验

试验步骤：

(1)将本发明的火工品点火电特性模拟装置与测试件2连接，即将转电控制盒5的输出正负极分别与飞行器的供电输入正负极分别连接；

(2)打开程序控制器1的电源进入操作系统，启动程控软件操作界面；

(3)根据汇流条电压波形图对程序控制器1的程控软件进行参数设置；

(4)接通可程控直流源A3及可程控直流源B4的供电开关；

(5)将转电控制盒5的控制开关接通；

(6)运行程序，同时进入试验流程，试验过程中如出现突发不明现象可通过转电控制盒切断所有供电，确保被试验件的安全。

通过本套火工品点火电特性模拟装置及其试验方法进行了某飞行器的多次电网络试验，完成了限流保护电阻的选型及电气系统方案的验证。

Claims (2)

1.火工品点火电特性的模拟装置，包括程序控制器[1]、可程控直流源A[3]、可程控直流源B[4]、转电控制盒[5]和GPIB控制模块[6]，其特征在于，程序控制器[1]通过GPIB控制模块[6]与可程控直流源A[3]、可程控直流源B[4]连接，可程控直流源A[3]、可程控直流源B[4]的正负极分别与转电控制盒[5]的正负极连接，转电控制盒[5]与测试件[2]连接。

2.一种火工品点火电特性的模拟方法，其特征在于，程序控制器[1]安装有LabView虚拟仪器软件开发平台，可开发程控软件，GPIB控制模块[6]为USB转GPIB总线控制模块，转电控制盒[5]为手动方式控制供电，其步骤如下：

1)接通可程控直流源A[3]开关，将GPIB地址号设置为a；

2)接通可程控直流源B[4]开关，将GPIB地址号设置为b；

3)根据汇流条电压波形设置程序控制器[1]的程控软件；

4)根据可程控直流源A[3]及可程控直流源B[4]的GPIB地址号分别设置程序控制器[1]的程控软件；

5)手动接通转电控制盒[5]的供电控制开关；

6)运行程序控制器[1]的程控软件，进入试验流程，试验时如出现紧急情况可通过转电控制盒[5]切断供电，确保测试件[2]的安全。

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