CN109696588A - 对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统及方法，其中系统包括：初始化单元，基于预先设置的配置文件对多个载荷中的每个载荷进行初始化；功率分配单元，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号；温度采集单元，采用周期巡检的方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将温度数据周期性地发送给状态监控单元；以及状态监控单元，基于温度数据确定每个模拟单元的运行状态。

Description

对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统及方法
技术领域
本发明涉及模拟测试技术，更具体地，涉及一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统及方法。
背景技术
空间站主要是利用太空的特殊环境(例如辐射、真空、微重力)进行地面无法进行的科学实验。越来越多的科学实验促进了医药、生物、环境科学等方面的发展，并加深了人类对宇宙的了解。为了人能够长期适应太空环境，在空间站上也进行了很多有关人体在太空中变化的实验。
由于科学实验柜在研制过程中出现科学实验系统和支撑系统研制进度不同步的情况，科学实验系统因为研制任务难度较大会出现热控及电性件交付延后的现象，为了保证空间应用系统内的各级测试，需要在科学实验系统交付前使用载荷模拟器对科学实验系统供电接口、数据接口、测控接口、工作模式等功能项进行载荷模拟测试。
因此，需要一种技术，以解决对空间站科学实验柜进行载荷测试的问题。
发明内容
本发明提供了一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统及方法，以解决如何对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统，所述系统包括：
初始化单元，基于预先设置的配置文件对多个载荷中的每个载荷进行初始化，所述配置文件中包括每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议；
功率分配单元，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将所述功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于所述功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控；
温度采集单元，采用周期巡检的方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将所述温度数据周期性地发送给状态监控单元；以及
状态监控单元，基于所述温度数据确定每个模拟单元的运行状态。
优选地，所述配置文件还包括：多个载荷中每个载荷的编号。
优选地，还包括接口单元，用于接收所述配置文件的更新内容，以及所述初始化单元基于更新内容对所述配置文件进行更新以生成更新后的配置文件，并且促使每个载荷根据更新后的配置文件来运行。
优选地，所述每个模拟单元的功率损耗值为50W。
优选地，所述功率分配单元利用大功率负载优先控制模式来分配功率，包括：
根据功率分配总和，依次按负载加热片功率的从大到小的顺序，选取一个或多个负载加热片，所述选取的一个或多个负载加热片总和满足所述功率分配总和。
优选地，所述根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，包括：
根据功率分配总和、大功率负载优先控制模式，确定所述选取的一个或多个负载加热片的打开方式。
基于本发明的另一方面，提供一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的方法，所述方法包括：
基于预先设置的配置文件对多个载荷中每个载荷进行初始化，所述配置文件中包括每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议；
通过接口单元接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将所述功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于所述功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控；
采用周期巡检的方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将所述温度数据周期性地发送给状态监控单元；以及
基于所述温度数据确定载荷测试中每个模拟单元的运行状态。
优选地，所述配置文件包括：多个载荷中每个载荷的编号。
优选地，还包括：用于接收所述配置文件的更新内容，以及所述初始化单元基于更新内容对所述配置文件进行更新以生成更新后的配置文件，并且促使每个载荷根据更新后的配置文件来运行。
优选地，所述每个模拟单元的功率损耗值为50W。
优选地，所述功率分配单元利用大功率负载优先控制模式来分配功率，包括：
根据功率分配总和，依次按负载加热片功率的从大到小的顺序，选取一个或多个负载加热片，所述选取的一个或多个负载加热片总和满足所述功率分配总和。
优选地，所述根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，包括：
根据功率分配总和、大功率负载优先控制模式，确定所述选取的一个或多个负载加热片的打开方式。
本发明的技术方案通过配置文件，对多个载荷中的每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行初始化配置，同时对每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行存储。本发明的技术方案通过功率分配单元，采用周期处理功率请求的机制，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控。本申请技术方案利用温度采集单元，采用周期巡检方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将采集的温度数据周期性的发送给状态监控单元，本申请技术方案利用状态监控单元，基于采集的温度数据，确定每个模拟单元的运行状态。本申请的技术方案在科学实验设备交付前使用载荷模拟测试系统对科学实验设备运行软件功能进行测试，解决了在科学实验设备未交付前，对科学试验设备的载荷进行测试的问题。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统的结构示意图；以及
图2为根据本发明实施方式的一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统的结构示意图。本申请实施方式通过配置文件，对多个载荷中的每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行初始化配置，同时对每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行存储。本申请通过功率分配单元，采用周期处理功率请求的机制，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控。本申请利用温度采集单元，采用周期巡检方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将采集的温度数据周期性的发送给状态监控单元，本申请利用状态监控单元，基于采集的温度数据，确定每个模拟单元的运行状态。如图1所示，一种用于对空间站科学实验柜进行载荷测试的系统100包括：
初始化单元101，基于预先设置的配置文件对多个载荷中的每个载荷进行初始化，配置文件中包括每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议。优选地，配置文件还包括：多个载荷中每个载荷的编号。本申请支持对逻辑或协议进行配置。本申请同时对配置文件进行持久化存储。
优选地，系统100还包括接口单元，用于接收配置文件的更新内容，以及初始化单元基于更新内容对配置文件进行更新以生成更新后的配置文件，并且促使每个载荷根据更新后的配置文件来运行。本申请初始化单元101根据配置文件，加载配置信息，并把配置信息状态发送给接口单元，接口单元会根据外部控制单元的socket或RS422数据包指令，作为应答包回传给外部控制单元模拟载荷的基本信息。也支持初始化单元101模拟载荷的配置文件信息下发处理，并更新到本地配置文件信息，同时会重新启动系统，以新的模拟载荷配置文件信息进行运行服务。
功率分配单元102，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控。优选地，功率分配单元102利用大功率负载优先控制模式来分配功率，包括：根据功率分配总和，依次按负载加热片功率的从大到小的顺序，选取一个或多个负载加热片，选取的一个或多个负载加热片总和满足功率分配总和。本申请实施方式中，每个模拟单元的功率损耗值为50W。优选地，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，包括：根据功率分配总和、大功率负载优先控制模式，确定选取的一个或多个负载加热片的打开方式。
本申请功率分配单元102采用周期处理功率请求的机制，周期暂定1秒，或2秒，或按试验需要设定的周期。功率分配单元102包括周期定时器，每周期，如1秒内，将从RS422接口接收到各个模拟单元的功率请求，并进行累加，并对累计量根据集电极开路接口OC输出功率详细列表(10瓦为精度最小单位)，采用路径搜索算法，找到大功率负载优先控制模式分配方案，并根据该分配方案，匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，同时对刚分配的功率方案进行持久化存储，以响应外部控制单元的功率分配情况的监控。
功率分配时，所需模拟的总功耗中，需要先将模拟器自身功耗进行减扣，模拟器自身功率损耗值为50W。
优选地，功率自动分配还可支持小功率负载优先控制、负载平衡控制模式，由外部控制单元下发指令进行指定。
温度采集单元103，采用周期巡检的方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将温度数据周期性地发送给状态监控单元。
本申请温度采集单元103，采用周期巡检的方式采集并周期主动发送给状态监控单元，并对最新采集的温度值进行持久化存储，支持外部控制单元对最新采集的温度值进行下载查看。
状态监控单元104，基于温度数据确定每个模拟单元的运行状态。
本申请中能够对各设备状态需要进行实时监控，包括模拟单元，温度采集单元等，监控状态主要包括运行、待机、关闭等，包括如下：
每个模拟单元的状态由自身的设备状态；
温度采集单元103定时对自身的状态发送给每个接口模拟单元，定时周期可以1秒，2秒，或实验要求的其他周期；
本申请实施方式通过配置文件，对多个载荷中的每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行初始化配置，同时对每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行存储。本申请通过功率分配单元，采用周期处理功率请求的机制，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控，并模拟各供电的载荷状态，并且能够通过控制指令控制各路模拟载荷，即加热片的开断。本申请利用温度采集单元，采用周期巡检方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将采集的温度数据周期性的发送给状态监控单元，本申请利用状态监控单元，基于采集的温度数据，确定每个模拟单元的运行状态，实现了各种载荷模拟实验的测试。
图2为根据本发明实施方式的一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的方法流程图。本申请实施方式通过配置文件，对多个载荷中的每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行初始化配置，同时对每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行存储。本申请采用周期处理功率请求的机制，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控。本申请采用周期巡检方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将采集的温度数据周期性的发送给状态监控单元，本申请基于采集的温度数据，确定每个模拟单元的运行状态。如图2所示，一种用于对空间站科学实验柜进行载荷测试的方法200包括：
优选地，在步骤201：基于预先设置的配置文件对多个载荷中每个载荷进行初始化，配置文件中包括每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议。优选地，配置文件还包括：多个载荷中每个载荷的编号。本申请支持对逻辑或协议进行配置。本申请同时对配置文件进行持久化存储。
优选地，方法200还包括：用于接收配置文件的更新内容，以及初始化单元基于更新内容对配置文件进行更新以生成更新后的配置文件，并且促使每个载荷根据更新后的配置文件来运行。本申请通过初始化单元根据配置文件，加载配置信息，并把配置信息状态发送给接口单元，接口单元会根据外部控制单元的socket或RS422数据包指令，作为应答包回传给外部控制单元模拟载荷的基本信息。也支持初始化单元模拟载荷的配置文件信息下发处理，并更新到本地配置文件信息，同时会重新启动系统，以新的模拟载荷配置文件信息进行运行服务。
优选地，在步骤202：通过接口单元接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控。
优选地，功率分配单元利用大功率负载优先控制模式来分配功率，包括：根据功率分配总和，依次按负载加热片功率的从大到小的顺序，选取一个或多个负载加热片，选取的一个或多个负载加热片总和满足功率分配总和。
优选地，每个模拟单元的功率损耗值为50W。
优选地，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，包括：
根据功率分配总和、大功率负载优先控制模式，确定选取的一个或多个负载加热片的打开方式。
本申请功率分配单元采用周期处理功率请求的机制，周期暂定1秒，或2秒，或按试验需要设定的周期。功率分配单元包括周期定时器，每周期，如1秒内，将从RS422接口接收到各个模拟单元的功率请求，并进行累加，并对累计量根据集电极开路接口OC输出功率详细列表(10瓦为精度最小单位)，采用路径搜索算法，找到大功率负载优先控制模式分配方案，并根据该分配方案，匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，同时对刚分配的功率方案进行持久化存储，以响应外部控制单元的功率分配情况的监控。
功率分配时，所需模拟的总功耗中，需要先将模拟器自身功耗进行减扣，模拟器自身功耗为50W。
优选地，功率自动分配还可支持小功率负载优先控制、负载平衡控制模式，由外部控制单元下发指令进行指定。
优选地，在步骤203：采用周期巡检的方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将温度数据周期性地发送给状态监控单元。
本申请通过温度采集单元，采用周期巡检的方式采集并周期主动发送给状态监控单元，并对最新采集的温度值进行持久化存储，支持外部控制单元对最新采集的温度值进行下载查看。
优选地，在步骤204：基于温度数据确定载荷测试中每个模拟单元的运行状态。
本申请中能够对各设备状态需要进行实时监控，包括模拟单元，温度采集单元等，监控状态主要包括运行、待机、关闭等，包括如下：
每个模拟单元的状态由自身的设备状态；
温度采集单元定时对自身的状态发送给每个接口模拟单元，定时周期可以1秒，2秒，或实验要求的其他周期；
本申请实施方式通过配置文件，对多个载荷中的每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行初始化配置，同时对每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议进行存储。本申请通过功率分配单元，采用周期处理功率请求的机制，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控，并模拟各供电的载荷状态，并且能够通过控制指令控制各路模拟载荷，即加热片的开断。本申请利用温度采集单元，采用周期巡检方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将采集的温度数据周期性的发送给状态监控单元，本申请利用状态监控单元，基于采集的温度数据，确定每个模拟单元的运行状态，实现了各种载荷模拟实验的测试。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (10)

1.一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统，所述系统包括：
初始化单元，基于预先设置的配置文件对多个载荷中的每个载荷进行初始化，所述配置文件中包括每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议；
功率分配单元，接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将所述功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于所述功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控；
温度采集单元，采用周期巡检的方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将所述温度数据周期性地发送给状态监控单元；以及
状态监控单元，基于所述温度数据确定每个模拟单元的运行状态。
2.根据权利要求1所述的系统，所述配置文件还包括：多个载荷中每个载荷的编号。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括接口单元，用于接收所述配置文件的更新内容，以及所述初始化单元基于更新内容对所述配置文件进行更新以生成更新后的配置文件，并且促使每个载荷根据更新后的配置文件来运行。
4.根据权利要求1所述的系统，所述每个模拟单元的功率损耗值为50W。
5.根据权利要求1所述的系统，所述功率分配单元利用大功率负载优先控制模式来分配功率，包括：
根据功率分配总和，依次按负载加热片功率的从大到小的顺序，选取一个或多个负载加热片，所述选取的一个或多个负载加热片总和满足所述功率分配总和。
6.根据权利要求5所述的系统，所述根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，包括：
根据功率分配总和、大功率负载优先控制模式，确定所述选取的一个或多个负载加热片的打开方式。
7.一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的方法，所述方法包括：
基于预先设置的配置文件对多个载荷中每个载荷进行初始化，所述配置文件中包括每个载荷的网络地址、端口号、比特率和通信协议；
通过接口单元接收多个模拟单元中每个模拟单元所请求的功率值并计算功率值总和，将所述功率值总和减去每个模拟单元的功率损耗值以获得功率值分配总和，根据路径搜索算法和功率值分配总和确定功率分配方案，基于所述功率分配方案来匹配相应的集电极开路接口OC地址编号，发送开关量信号，并且对所分配的功率方案进行持久化存储，以供外部控制单元对功率分配的监控；
采用周期巡检的方式采集多个冷板的温度的采集点的温度数据并将所述温度数据周期性地发送给状态监控单元；以及
基于所述温度数据确定载荷测试中每个模拟单元的运行状态。
8.根据权利要求7所述的方法，所述配置文件包括：多个载荷中每个载荷的编号。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括：用于接收所述配置文件的更新内容，以及所述初始化单元基于更新内容对所述配置文件进行更新以生成更新后的配置文件，并且促使每个载荷根据更新后的配置文件来运行。
10.根据权利要求7所述的方法，所述每个模拟单元的功率损耗值为50W。
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