CN111797276B - 一种火箭发动机显控终端控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种火箭发动机显控终端控制方法，包括系统初始化；电动发动机显控终端控制系统下发指令数据给电动发动机综合控制系统；电动发动机综合控制系统执行指令并将结果回传给发动机显控终端系统；电动发动机显控终端控制系统将回传的结果处理后显示。其中，所述的电动发动机显控终端控制系统，包括指令发送模块、接收模块、处理模块、显示模块。本公开所述的火箭发动机显控终端控制方法简化了推进剂泵变转速的调节方法，具有高度的可复用性、可维护性及可扩展性等优点，能大幅提高液体火箭电动发动机各指令的测试效率。

Description

一种火箭发动机显控终端控制方法
技术领域
本公开属于发动机技术领域，具体涉及一种火箭发动机显控终端控制方法。
背景技术
电动发动机显控终端控制软件作为控制液体火箭电动发动机试车的神经中枢，用于完成试验室、试车等液体火箭电动发动机的所有测试任务，负责火箭测试的所有控制命令执行，并显示和存储测试结果；以及测试过程中大规模实时数据的绘图显示。电动发动机显控终端控制软件是整个火箭系统的重要组成部分，其稳定性可靠性对电动发动机试车效能具有关键的意义。
目前，国内在役液体火箭发动机均采用燃气涡轮泵装置用于推进剂供应系统，国内尚无电动泵装置在液体火箭上应用的实质性研究和工程实现。在役液体火箭发动机显控终端控制软件的研制和研发都是针对特定的具体目标而进行的，开发过程采用的环境、方法也是千差万别，客观上就造成了电动发动机显控终端控制软件的通用性、可复用性、可维护性及可扩展性很差。
电动发动机显控终端控制软件采用的环境大多数的是基于Windows平台的，开发环境大多也是使用的微软系统生态开发软件，如VC，VS等软件。电动发动机显控终端控制软件虽然具有一定的可操作性，但其开发效率低、移植性很差，高度绑定微软生态，容易造成软件的重复开发，造成人力、物力和财力的浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种火箭发动机显控终端控制方法。
本公开的技术方案如下：
一种火箭发动机显控终端控制方法，包括以下步骤：
电动发动机显控终端控制系统、电动发动机综合控制系统初始化；
电动发动机显控终端控制系统下发指令数据给电动发动机综合控制系统；所述发动机显控终端系统为有显示界面和操作界面的控制终端系统，与所述电动发动机综合控制系统之间约定通讯协议；所述电动发动机综合控制系统执行发动机显控终端系统下发的协议指令，对电动发动机进行控制、并将协议指令执行结果和特性数据结果回传给发动机显控终端系统；
电动发动机显控终端控制系统，判断电动发动机综合控制系统在规定的超时时间内，是否回传协议指令的执行结果；如回传，电动发动机显控终端控制系统将执行结果处理后显示在显示界面上；否则，电动发动机显控终端控制系统继续向电动发动机综合控制系统发送指令数据；
所述的电动发动机显控终端控制系统，包括指令发送模块、接收模块、处理模块、显示模块；
所述指令发送模块，将操作界面设置的指令数据下发给电动发动机综合控制系统；
所述接收模块，接收电动发动机综合控制系统返回的指令执行结果和特性数据结果，并将结果发送给处理模块，所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述处理模块，包括绘图模块、存储模块；
当处理模块判断接收模块发送的结果为时统信息时，则在固定的控制周期内进行数据组包；通过以太网进行数据分流，分流之后，将下发数据传递给绘图模块，所述绘图模块接收到分流数据之后，根据电动发动机显控终端控制系统协议的约束，对发动机的关键状态、阶段、阀门状态数据进行数据解包，进行图形的绘制，并将数据保存在存储模块中；
当处理模块判断接收模块发送的结果不是时统信息时，则将信息直接保存在存储模块；所述的显示模块，将经过处理模块处理后的信息显示在显示界面中；
所述的电动发动机显控终端控制系统，通过配置XML文件来生成软件配置项，进行测试；
所述的电动发动机显控终端控制系统，基于Qt平台开发。
进一步地，所述绘图模块使用QCustomPlot组件实现绘图。
进一步地，所述的电动发动机显控终端控制系统，在配置XML文件时，按照多级树结构设计构建，结合具体的测试需求来实现树结构配置。
进一步地，所述树结构配置，将电动发动机显控终端控制系统作为顶级菜单项，包含1个以上的测试菜单，在每个测试菜单下，包含1个以上配置项测试。
进一步地，所述的固定的控制周期为预设值。
进一步地，所述的固定的控制周期为5ms-20ms。
进一步地，所述的固定的控制周期为10ms。
进一步地，所述的电动发动机显控终端控制系统，还包括通讯模块，当电动发动机显控终端控制系统与外部设备进行通讯时，通过自定义配置测试项，实现相应的通讯控制。
推力调节是提高液体火箭发动机适应性的关键。变推力可方便实现火箭最佳推力控制和飞行大风区减载设计，大幅度提高运载能力，用于载人飞行则可有效控制过载，显著提高火箭机动性能和多任务适应能力。液体火箭变推力电动发动机试车成功与否的重要依据，在于试车的指令控制及试车数据周期性下发的响应速度。
本公开所述的火箭发动机显控终端控制方法，用于液体火箭的变推力电动发动机试车场景，该方法用于用于液体火箭的变推力电动发动机试车场景，该方法用于电动发动机显控终端控制系统与电动发动机综合控制系统进行指令通讯，可实现对发动机、驱控装置、阀门等进行控制，执行测试，是保证液体火箭电动发动机各种指令迅速测试覆盖的重要手段。该方法具有高度的可复用性、可维护性及可扩展性等优点，能大幅提高液体火箭电动发动机各指令的测试效率。
本公开所述的电动发动机显控终端控制系统，是基于Qt开发的，同时，火箭发动机显控终端控制系统的绘图模块，使用了QCustomPlot组件自定义绘图，并使用了XML技术，其优点在于：
a)火箭发动机显控终端控制系统，基于Qt开发，Qt具有很强的移植性，允许组件编程，通过低耦合思想设计开发，具有更好的可复用性、可维护性及可扩展性；
b)使用QCustomPlot组件实现绘图，代替了嵌入式及微软生态的绘图方案，具有更好的可移植性；使用轻量级XML技术代替传统的重量级数据库技术，通过配置XML来生成软件配置项，实用性强，灵活方便；
c)因数据下发频繁、数据量大，容易造成数据干扰、CPU资源占用率，电动发动机显控终端控制系统在收到时统信息时，会在固定的控制周期内，进行数据组包；组包时，会根据电动发动机显控终端控制系统协议的约束，会对数据帧进行数据编号，并通过以太网进行数据分流下发，可防止下传数据因总线干扰、比特翻转等原因丢失数据，导致数据状态无法追溯。
d)为了可以直观看到数据的丢失现象，电动发动机显控终端控制系统在绘图时，将数据的编号作为X轴，状态数据作为Y轴进行解析显示。如果数据编号有丢失现象，图形会出现丢失数据点的现象，能非常直观的反应数据丢失问题。
e)此种电动发动机显控终端控制软件设计方法，使得电动发动机显控终端控制软件与外部设备进行总线通讯时，随时装载通讯模块，即可实现通讯控制。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1为本公开所述火箭发动机显控终端控制一个实施方式的工作流程示意图。
图2为是本公开所述电动发动机显控终端控制系统模块图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
实施例1
如图1、图2所示，
一种火箭发动机显控终端控制方法，包括以下步骤：
电动发动机显控终端控制系统、电动发动机综合控制系统初始化；
电动发动机显控终端控制系统下发指令数据给电动发动机综合控制系统；所述发动机显控终端系统为有显示界面和操作界面的控制终端系统，与所述电动发动机综合控制系统之间约定通讯协议；所述电动发动机综合控制系统执行发动机显控终端系统下发的协议指令，对电动发动机进行控制、并将协议指令执行结果和特性数据结果回传给发动机显控终端系统；
电动发动机显控终端控制系统，判断电动发动机综合控制系统在规定的超时时间内，是否回传协议指令的执行结果；如回传，电动发动机显控终端控制系统将执行结果处理后显示在显示界面上；否则，电动发动机显控终端控制系统继续向电动发动机综合控制系统发送指令数据；
所述的电动发动机显控终端控制系统，包括指令发送模块、接收模块、处理模块、显示模块；
所述指令发送模块，将操作界面设置的指令数据下发给电动发动机综合控制系统；
所述接收模块，接收电动发动机综合控制系统返回的指令执行结果和特性数据结果，并将结果发送给处理模块，所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述处理模块，包括绘图模块、存储模块；
当处理模块判断接收模块发送的结果为时统信息时，则在10ms控制周期内进行数据组包；通过以太网进行数据分流，分流之后，将下发数据传递给绘图模块，所述绘图模块接收到分流数据之后，根据电动发动机显控终端控制系统协议的约束，对发动机的关键状态、阶段、阀门状态数据进行数据解包，进行图形的绘制，并将数据保存在存储模块中；
当处理模块判断接收模块发送的结果不是时统信息时，则将信息直接保存在存储模块；
所述的显示模块，将经过处理模块处理后的信息显示在显示界面中；
所述的电动发动机显控终端控制系统，通过配置XML文件来生成软件配置项，进行测试；
所述的电动发动机显控终端控制系统，基于Qt平台开发。
所述绘图模块使用QCustomPlot组件实现绘图。
所述的电动发动机显控终端控制系统，在配置XML文件时，按照多级树结构设计构建，结合具体的测试需求来实现树结构配置。
所述树结构配置，将电动发动机显控终端控制系统作为顶级菜单项，包含2个的测试菜单，在每个测试菜单下，包含2个配置项测试。
所述的电动发动机显控终端控制系统，还包括通讯模块，当电动发动机显控终端控制系统与外部设备进行通讯时，通过自定义配置测试项，实现相应的通讯控制。
实施例2
一种火箭发动机显控终端控制方法，包括以下步骤：
电动发动机显控终端控制系统、电动发动机综合控制系统初始化；
电动发动机显控终端控制系统下发指令数据给电动发动机综合控制系统；所述发动机显控终端系统为有显示界面和操作界面的控制终端系统，与所述电动发动机综合控制系统之间约定通讯协议；所述电动发动机综合控制系统执行发动机显控终端系统下发的协议指令，对电动发动机进行控制、并将协议指令执行结果和特性数据结果回传给发动机显控终端系统；
电动发动机显控终端控制系统，判断电动发动机综合控制系统在规定的超时时间内，是否回传协议指令的执行结果；如回传，电动发动机显控终端控制系统将执行结果处理后显示在显示界面上；否则，电动发动机显控终端控制系统继续向电动发动机综合控制系统发送指令数据；
所述的电动发动机显控终端控制系统，包括指令发送模块、接收模块、处理模块、显示模块；
所述指令发送模块，将操作界面设置的指令数据下发给电动发动机综合控制系统；
所述接收模块，接收电动发动机综合控制系统返回的指令执行结果和特性数据结果，并将结果发送给处理模块，所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述处理模块，包括绘图模块、存储模块；
当处理模块判断接收模块发送的结果为时统信息时，则在5ms控制周期内进行数据组包；
通过以太网进行数据分流，分流之后，将下发数据传递给绘图模块，所述绘图模块接收到分流数据之后，根据电动发动机显控终端控制系统协议的约束，对发动机的关键状态、阶段、阀门状态数据进行数据解包，进行图形的绘制，并将数据保存在存储模块中；
当处理模块判断接收模块发送的结果不是时统信息时，则将信息直接保存在存储模块；
所述的显示模块，将经过处理模块处理后的信息显示在显示界面中；
所述的电动发动机显控终端控制系统，通过配置XML文件来生成软件配置项，进行测试；
所述的电动发动机显控终端控制系统，基于Qt平台开发。
所述绘图模块使用QCustomPlot组件实现绘图。
所述的电动发动机显控终端控制系统，在配置XML文件时，按照多级树结构设计构建，结合具体的测试需求来实现树结构配置。
所述树结构配置，将电动发动机显控终端控制系统作为顶级菜单项，包含4个的测试菜单，在每个测试菜单下，包含3个配置项测试。
所述的电动发动机显控终端控制系统，还包括通讯模块，当电动发动机显控终端控制系统与外部设备进行通讯时，通过自定义配置测试项，实现相应的通讯控制。
实施例3
一种火箭发动机显控终端控制方法，包括以下步骤：
电动发动机显控终端控制系统、电动发动机综合控制系统初始化；
电动发动机显控终端控制系统下发指令数据给电动发动机综合控制系统；所述发动机显控终端系统为有显示界面和操作界面的控制终端系统，与所述电动发动机综合控制系统之间约定通讯协议；所述电动发动机综合控制系统执行发动机显控终端系统下发的协议指令，对电动发动机进行控制、并将协议指令执行结果和特性数据结果回传给发动机显控终端系统；
电动发动机显控终端控制系统，判断电动发动机综合控制系统在规定的超时时间内，是否回传协议指令的执行结果；如回传，电动发动机显控终端控制系统将执行结果处理后显示在显示界面上；否则，电动发动机显控终端控制系统继续向电动发动机综合控制系统发送指令数据；
所述的电动发动机显控终端控制系统，包括指令发送模块、接收模块、处理模块、显示模块；
所述指令发送模块，将操作界面设置的指令数据下发给电动发动机综合控制系统；
所述接收模块，接收电动发动机综合控制系统返回的指令执行结果和特性数据结果，并将结果发送给处理模块，所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述处理模块，包括绘图模块、存储模块；
当处理模块判断接收模块发送的结果为时统信息时，则在20ms控制周期内进行数据组包；
通过以太网进行数据分流，分流之后，将下发数据传递给绘图模块，所述绘图模块接收到分流数据之后，根据电动发动机显控终端控制系统协议的约束，对发动机的关键状态、阶段、阀门状态数据进行数据解包，进行图形的绘制，并将数据保存在存储模块中；
当处理模块判断接收模块发送的结果不是时统信息时，则将信息直接保存在存储模块；
所述的显示模块，将经过处理模块处理后的信息显示在显示界面中；
所述的电动发动机显控终端控制系统，通过配置XML文件来生成软件配置项，进行测试；
所述的电动发动机显控终端控制系统，基于Qt平台开发。
所述绘图模块使用QCustomPlot组件实现绘图。
所述的电动发动机显控终端控制系统，在配置XML文件时，按照多级树结构设计构建，结合具体的测试需求来实现树结构配置。
所述树结构配置，将电动发动机显控终端控制系统作为顶级菜单项，包含5个的测试菜单，在每个测试菜单下，包含4个配置项测试。
所述的电动发动机显控终端控制系统，还包括通讯模块，当电动发动机显控终端控制系统与外部设备进行通讯时，通过自定义配置测试项，实现相应的通讯控制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (8)

1.一种火箭发动机显控终端控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
电动发动机显控终端控制系统、电动发动机综合控制系统初始化；
电动发动机显控终端控制系统下发协议指令，给电动发动机综合控制系统；所述电动发动机显控终端控制系统为有显示界面和操作界面的控制终端系统，与所述电动发动机综合控制系统之间约定通讯协议；所述电动发动机综合控制系统执行电动发动机显控终端控制系统下发的协议指令，对电动发动机进行控制、并将协议指令执行结果和特性数据结果回传给电动发动机显控终端控制系统；
电动发动机显控终端控制系统，判断电动发动机综合控制系统在规定的超时时间内，是否回传协议指令的执行结果；如回传，电动发动机显控终端控制系统将执行结果绘图或存储后显示在显示界面上；否则，电动发动机显控终端控制系统继续向电动发动机综合控制系统发送指令数据；
所述的电动发动机显控终端控制系统，包括指令发送模块、接收模块、处理模块、显示模块；
所述指令发送模块，将操作界面设置的指令数据下发给电动发动机综合控制系统；
所述接收模块，接收电动发动机综合控制系统返回的指令执行结果和特性数据结果，并将结果发送给处理模块，所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述处理模块，包括绘图模块、存储模块；
当处理模块判断接收模块发送的结果为时统信息时，则在固定的控制周期内进行数据组包，通过以太网进行数据分流，分流之后，将下发数据传递给绘图模块，所述绘图模块接收到分流数据之后，根据电动发动机显控终端控制系统协议的约束，对发动机的关键状态、阶段、阀门状态数据进行数据解包，进行图形的绘制，并将数据保存在存储模块中；
当处理模块判断接收模块发送的结果不是时统信息时，则将信息直接保存在存储模块；
所述的显示模块，将经过处理模块处理后的信息显示在显示界面中；
所述的电动发动机显控终端控制系统，通过配置XML文件来生成软件配置项，进行测试；
所述的电动发动机显控终端控制系统，基于Qt平台开发。
2.根据权利要求1所述的火箭发动机显控终端控制方法，其特征在于：所述绘图模块使用QCustomPlot组件实现绘图。
3.根据权利要求1所述的火箭发动机显控终端控制方法，其特征在于：所述的电动发动机显控终端控制系统，在配置XML文件时，按照多级树结构设计构建。
4.根据权利要求3所述的火箭发动机显控终端控制方法，其特征在于：
所述树结构配置，将电动发动机显控终端控制系统作为顶级菜单项，包含1个以上的测试菜单，在每个测试菜单下，包含1个以上配置项测试。
5.根据权利要求1所述的火箭发动机显控终端控制方法，其特征在于：所述的固定的控制周期为预设值。
6.根据权利要求5所述的火箭发动机显控终端控制方法，其特征在于：所述的固定的控制周期为5ms-20ms。
7.根据权利要求6所述的火箭发动机显控终端控制方法，其特征在于：所述的固定的控制周期为10ms。
8.根据权利要求1所述的火箭发动机显控终端控制方法，其特征在于：所述的电动发动机显控终端控制系统，还包括通讯模块，当电动发动机显控终端控制系统与外部设备进行通讯时，通过自定义配置测试项，实现相应的通讯控制。
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