CN112165162B - 一种运载火箭地面电源控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种运载火箭地面电源控制系统，系统包括：上位机、第一电控设备、第二电控设备、功率设备；上位机配置主副工作模式；发送控制信息；接收处理信息和错误标志信息，逻辑判断确定是否将第二电控设备切换为主工作模式；第一电控设备配置为在主工作模式下对控制信息进行处理后输出；第二电控设备配置为在副工作模式下，对控制信息进行处理后，接收第一电控设备的处理信息，判断处理信息是否一致；发送错误标志信息；在主工作模式下，输出供电指令；功率设备配置为接收供电指令进行供电。本发明通过嵌入式控制技术和模块化设计思路，实现无人值守的集成化、智能化、小型化、通用化的运载火箭地面电源设备。

Description

一种运载火箭地面电源控制系统
技术领域
本发明涉及运载火箭地面测发控系统，尤其涉及一种运载火箭地面电源控制系统。
背景技术
现有，运载火箭测发控系统地面电源通过大量模拟电路实现电源控制功能，由于分立元器件较多，体积庞大，只能采用机柜式结构设计，其内部连接关系复杂，线缆数量多，操作不便；电源参数设置均通过电位器设置调节，数字化程度低；而电源本身不具备采集功能，需通过外围PLC结合外围调理电路实现，并与上位机进行通讯，该方式增加了外围产品的成本以及转接环节，因此，自动化程度较低。
现代运载火箭正向快速、机动的方向发展，而庞大、复杂的地面电源系统成为制约运载火箭快速机动发射的重大因素。目前运载火箭测发控系统领域，没有发现解决该制约问题的说明或报道，也未收集到国内外类似技术的资料。
发明内容
本申请实施例通过提供一种运载火箭地面电源控制系统，解决了现有技术中传统运载火箭地面电源设备体积庞大，布局复杂，线缆繁多，自动化程度低、通用化程度不高的弱点，实现了降低运载地面电源设备的体积和成本，运用嵌入式控制技术和模块化设计思路，可实现无人值守的集成化、智能化、小型化、通用化的运载火箭地面电源设备。
本申请实施例提供了一种运载火箭地面电源控制系统，上位机、功率设备、设于同一机柜内的第一电控设备、第二电控设备，
所述上位机，同时与所述第一电控设备、所述第二电控设备接入同一控制网，配置为确立所述第一电控设备为主工作模式，所述第二电控设备为副工作模式；向所述第一电控设备、所述第二电控设备同时发送控制信息；接收所述第一电控设备的处理信息和所述第二电控设备的错误标志信息，逻辑判断确定是否将所述第二电控设备切换为主工作模式，以便主工作模式下的所述第一电控设备或所述第二电控设备根据处理信息输出供电指令；
所述第一电控设备，与所述功率设备电连接，配置为在主工作模式下，对控制信息进行处理后输出；以及在主工作模式下，输出供电指令，以控制所述功率设备供电；
所述第二电控设备，与所述第一电控设备、所述功率设备电连接，配置为在副工作模式下，对控制信息进行处理后，接收所述第一电控设备的处理信息，判断两者处理信息是否一致；若一致，则重复执行副工作模式下的工作过程；若不一致，则向所述上位机发送错误标志信息；在主工作模式下，输出供电指令，以控制所述功率设备供电；
所述功率设备，配置为接收所述第一电控设备或所述第二电控设备输出的供电指令进行供电。
进一步地，所述第一电控设备包括第一壳体，所述第一壳体采用3U机箱。
进一步地，所述第二电控设备包括第二壳体，所述第二壳体采用2U机箱。进一步地，所述第一壳体内包括第一主控模块，所述第二壳体内包括第二主控模块；且所述第一主控模块与所述第二主控模块电连接；
所述第一主控模块与所述第二主控模块同时接收控制信息，
所述第一主控模块对控制信息进行处理后输出；
所述第二主控模块对控制信息进行处理后，接收所述第一主控模块的处理信息，并对两者的处理信息进行对比，判断是否一致，并在不一致时，输出错误标志信息；
所述第一主控模块或所述第二主控模块在主工作模式下，根据处理信息输出供电指令。
进一步地，所述第一主控模块/所述第二主控模块采用嵌入式STM32内核为控制逻辑单元。
进一步地，所述第一主控模块/所述第二主控模块采用STM32F429芯片。
进一步地，所述第一壳体内包括第一输出模块，分别与所述第一主控模块、所述功率设备电连接；在主工作模式下，所述第一输出模块接收所述第一主控模块输出的供电指令，并传输给所述功率设备，以快速调压。
进一步地，所述第二壳体内包括第二输出模块，分别与所述第二主控模块、所述功率设备电连接；在主工作模式下，所述第二输出模块接收所述第二主控模块输出的供电指令，并传输给所述功率设备，以快速调压。
进一步地，所述第一壳体内包括第一采集模块，分别与所述第一主控模块、所述第一输出模块电连接；在主工作模式下，所述第一采集模块对所述第一输出模块控制所述功率设备供电时，进行多项工作性能参数隔离采样，并传输给所述第一主控模块，以判断所述功率设备的工作状态，及作为保护功能的判断条件。
进一步地，所述第二壳体内包括第二采集模块，分别与所述第二主控模块、所述第二输出模块电连接；在主工作模式下，所述第二采集模块对所述第二输出模块控制所述功率设备供电时，进行多项工作性能参数隔离采样，并传输给所述第二主控模块，以判断所述功率设备的工作状态，及作为保护功能的判断条件。
进一步地，所述第一壳体内包括第一通讯模块，与所述第一主控模块电连接；通过所述第一通讯模块将所述上位机发送的控制信息传输给所述第一主控模块，以及将所述第一主控模块发送的处理信息以及所述功率设备的工作性能参数传输给所述上位机。
进一步地，所述第二壳体内包括第二通讯模块，与所述第二主控模块电连接；通过所述第二通讯模块将所述上位机发送的控制信息传输给所述第二主控模块，以及将所述第二主控模块发送的错误标志信息以及所述功率设备的工作性能参数传输给所述上位机。
进一步地，所述第一壳体内包括第一人机交互模块，与所述第一主控模块电连接，通过所述第一主控模块的I/O端口对所述第一人机交互模块及其I/O接口进行控制；且所述第一人机交互模块仅在主工作模式下，正常交互，且实时显示所述功率设备在工作状态中的各项性能参数。
进一步地，所述第二壳体内包括第二人机交互模块，与所述第二主控模块电连接；通过所述第二主控模块的I/O端口对所述第二人机交互模块及其I/O接口进行控制；且所述第二人机交互模块仅在主工作模式下，正常交互，且实时显示所述功率设备在工作状态中的各项性能参数。
进一步地，所述第一人机交互模块/所述第二人机交互模块采用FSMC对显示屏的寄存器进行控制，以及通过I/O接口读取端口电平信号判断按键和继电器的接通状态
进一步地，所述功率设备包括多个电源模块，并以N+1并联方式执行并联均流，以满足多种电源功率需求。
进一步地，各所述电源模块采用热插拔实现更换。
本申请实施例中提供的一种运载火箭地面电源控制系统，至少具有如下技术效果：
1、由于第一电控设备以及第二电控设备分别压缩在3U、2U的机箱内，使测发控电源控制系具备体积小巧、机动灵活、成本低廉、自动化程度高、冗余度高等优势，为运载火箭的低成本、快速、机动测试发射打下坚实的基础。
2、由于采用了第一主控模块、第二主控模块采用STM32F429芯片作为控制核心，用于解析处理上位机发送的控制信息，并根据相应的控制指令对功率部分的工作状态进行切换，同时接收功率设备的多项性能参数以判断工作情况，并上传给上位机，通过一主一备，提高电源控制的可靠性，即通过使用两个相同的控制部分以达到冗余设计，提高直流电源使用可靠性。
3、由于功率设备采用并联N+1方式，实现功率设备的模块级冗余，且功率设备中的电源模块支持热插拔，在模块发生故障时可立即更换，实现了电源设备易维护性的特点。
4、由于采用电控设备的冗余和功率设备的“N+1”冗余的组合方式，使电源的升级空间大幅上升，可以组合不同功率的电源模块提高电源的输出功率，完成20A、100A和300A的输出功率。
5、由于采用嵌入式控制技术。本申请中采用STM32内核作为控制逻辑单元，摆脱了以往传统模拟电路，改变了原有运载火箭地面电源设备体积庞大，自动化程度低、内部链接关系复杂的弱点，实现了运载火箭地面电源设备小型化，智能化和数字化的特点。
6、由于第一电控设备、第二电控设备、上位机直接接入到测发控中的控制网，有利于汇入整个火箭系统。通过上位机直接实现电源参数设置、调压和输出控制、实现了运载火箭现场测试无人值守，对于运载火箭远程化、智能化、自动化测试水平的提高具有重要意义。
附图说明
图1为本申请实施例一种运载火箭地面电源控制系统的网络结构图；
图2为本申请实施例一种运载火箭地面电源控制系统的数据传输结构图；
图3为本申请实施例一种运载火箭地面电源控制系统的结构框图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参考图1-3所示，本实施例提供了一种运载火箭地面电源控制系统，应用于运载火箭测发控系统中的地面电源，用于解决传统柜式、体积庞大、电路复杂、自动化程度地的缺陷。
该系统包括：上位机100、功率设备400、设于同一机柜内的第一电控设备200、第二电控设备300。
上位机100，同时与第一电控设备200、第二电控设备300接入同一控制网，配置为确立第一电控设备200为主工作模式，第二电控设备300为副工作模式；向第一电控设备200、第二电控设备300同时发送控制信息；接收第一电控设备200的处理信息和第二电控设备300的错误标志信息，逻辑判断确定是否将第二电控设备300切换为主工作模式，以便主工作模式下的第一电控设备200或第二电控设备300根据处理信息输出供电指令。
本实施例中的上位机100的逻辑判断可以包括：上位机100在接收到处理信息，并且接收到错误标志信息时，才进行逻辑判断，否则在未接收到第一电控设备200反馈的处理信息时，直接判断设备故障，或者直接默认第一电控设备200的工作正常。另外，逻辑判断中还需获取功率设备400产生的各项参数指标以及预设参数指标。例如，控制信息中需要功率设备400以300A功率供电，但第一电控设备200处理后，变为310A功率，而第二电控设备300处理为300A功率，导致处理信息不一致，第一电控设备200返回给上位机100为310A，同时第二电控设备300返回上位机100错误标志信息，为确保功率设备400供电的稳定性，需要对第一电控设备200的处理结果进行判别，然后根据判别结果进行确认是否切换主工作模式的设备，但不是直接进行切换，可能是控制网引起的数据异常或者第一电控设备200本身出现的异常，因此，判断出第一电控设备200正常时，控制第一电控设备200在主工作模式下正常工作，若第一电控设备200故障，则控制第一电控设备200停止后，再进行切换。
另外，本实施例中的上位机100可以为PC终端、移动终端等任意终端设备，上位机100上可以访问运载火箭地面电源控制系统的管理平台，以便查看功率设备400的工作情况以及下方相应的控制信息以及分析第一电控设备200、第二电控设备300的处理能力，以确保电源控制的稳定性。
第一电控设备200，与功率设备400电连接，配置为在主工作模式下，对控制信息进行处理后输出；以及在主工作模式下，输出供电指令，以控制功率设备400供电。
本实施例中的第一电控设备200包括第一壳体，第一壳体采用3U机箱(19英寸3U的插箱形式(300A))，第一电控设备200的各功能部件高度压缩在3U机箱内。第一电控设备200可包括传统柜式电控设备的所有功能，应用到测发控系统中，具备体积小巧、机动灵活、成本低廉、自动化程度高、冗余度高等优势。
本实施例中的第一电控设备200至少包括两步，在主工作模式下，对控制信息进行处理，以及在主工作模式下，输出供电指令。可以看出，这两步并不是连续实现的，控制信息处理后，先发送给上位机100进行判断，确定第一电控设备200正常工作，此时不会控制第一电控设备200停止工作，只有在上位机100接收到错误标志信息后，逻辑判断分析后，再根据分析结果控制切换，避免主副工作模式频繁切换，又能确保第一电控设备200工作的稳定性。上位机100未控制主副工作模式切换时，第一电控设备200保持主工作模式，进而输出供电指令；若上位机100将第一电控设备200切换为非主工作模式时，此时第一电控设备200可能已停止工作，上位机100可进行远程报警，提醒测试人员，且，主副工作模式切换后，主工作模式下的第二电控设备300可通过本地提醒测试人员。
本实施例中的第一壳体内至少包括第一主控模块210、第一输出模块230、第一通讯模块220、第一采集模块240、第一人机交互模块，其中，第一主控模块210分别与第一输出模块230、第一通讯模块220、第一采集模块240、第一人机交互模块电连接，且第一采集模块240与第一输出模块230电连接。
第二电控设备300，与第一电控设备200、功率设备400电连接，配置为在副工作模式下，对控制信息进行处理后，接收第一电控设备200的处理信息，判断两者的处理信息是否一致；若一致，则重复执行副工作模式下的工作过程；若不一致，则向上位机100发送错误标志信息；在主工作模式下，输出供电指令，以控制功率设备400供电。
第二电控设备300包括第二壳体，第二壳体采用2U机箱(19英寸2U的插箱形式(20A和100A电源))，第二电控设备300的各功能部件高度压缩在2U机箱内。其中，本实施例中的第二电控设备300作为第一电控设备200的冗余备用，而非互为冗余备用，用以来降低测发控系统中的电源控制成本。第一电控设备200的功能包括第二电控设备300所有功能，使得测发控电源控制系统具备体积小巧、机动灵活、成本低廉、自动化程度高、冗余度高等优势。从而实现双机并联功能，两台同型号电源并联使用，一主一备，实现双冗余，增强系统的可靠性。
本实施例中的第二电控设备300工作过程可以包括步骤如下：(1)接收控制信息进行处理；(2)接收第一电控设备200的处理信息，将两者的处理信息进行比较判断是否一致；(3)比较结果为一致时，重复执行副工作模式下的工作过程，即，继续处理控制信息，接受第一电控设备200的处理信息，进行对比分析，实现监控第一电控设备200工作；(4)比较结果不一致时，向上位机100发送错误标志信息，通过上位机100实现进一步的监控，以判断是否将第一电控设备200的主工作模式停止，进行主副工作模式的切换；(5)第二电控设备300的副工作模式切换为主工作模式时，输出供电指令。
本实施例中的第二壳体内包括第二主控模块310、第二输出模块330、第二通讯模块320、第二采集模块340、第二人机交互模块，其中，第二主控模块310分别与第二输出模块330、第二通讯模块320、第二采集模块340、第二人机交互模块电连接，且第二采集模块340与第二输出模块330电连接。
针对第一电控设备200和第二电控设备300的冗余控制，包括如下：
第一主控模块210，接收控制信息，并对控制信息进行处理后输出，以及在主工作模式下输出供电指令。当然，不仅仅为控制信息的处理工作，还包括接收第一采集模块240的功率设备400的性能参数，以此获取功率设备400的工作情况，以及接受本地控制指令实现近端操作等。
第二主控模块310，配置为与第一主控模块210电连接，以此来实现对第一主控模块210的监控，以便上位机100进行切换实现冗余控制。第二主控模块310，与第一主控模块210同时接收控制信息，对控制信息进行处理后；在副工作模式下，接收第一主控模块210的处理信息，并对两者的处理信息进行对比，判断是否一致，并在不一致时，输出错误标志信息；在主工作模式下，根据处理信息输出供电指令。当然，不仅仅为控制信息的处理工作，还包括接收第一采集模块240的功率设备400的性能参数，以此获取功率设备400的工作情况，以及接受本地控制指令实现近端操作等。
本实施例中的第一主控模块210/第二主控模块310采用嵌入式STM32内核为控制逻辑单元，即第一电控设备200/第二电控设备300中均采用嵌入式+以太网架构形式，具有独立的网络IP地址，采用TCP/IP协议，有利于汇入整个测发控系统。第一电控设备200/第二电控设备300通过太网接口与上位机100通讯，实现电源参数设置、调压和输出控制、实现了运载火箭现场测试无人值守，对于运载火箭远程化、智能化、自动化测试水平的提高具有重要意义。相比传统模拟电路，嵌入式控制技术避免了传统电控设备体积庞大，自动化程度低、内部链接关系复杂的缺陷，实现了运载火箭地面电源设备小型化，智能化和数字化的特点。在一种实施例中，第一主控模块210/第二主控模块310采用STM32F429芯片。
第一输出模块230，分别与第一主控模块210、功率设备400电连接；在主工作模式下，第一输出模块230接收第一主控模块210输出的供电指令，并传输给功率设备400，以快速调压。本实施例中，第一输出模块230接收第一主控模块210发出的供电指令，即为I/O控制指令，以实现远程接通功能，用于给地面供电、模拟电缆供电和电池加温供电。
第二输出模块330，分别与第二主控模块310、功率设备400电连接。在主工作模式下，第二输出模块330接收第二主控模块310输出的供电指令，并传输给功率设备400，以快速调压。本实施例中，第二输出模块330接收第二主控模块310发出的供电指令，即为I/O控制指令，以实现远程接通功能，用于给地面供电、模拟电缆供电和电池加温供电。
第一采集模块240，分别与第一主控模块210、第一输出模块230电连接；主工作模式下，第一采集模块240对第一输出模块230控制功率设备400供电时，进行多项工作性能参数隔离采样，以判断功率设备400的工作状态，并作为保护功能的判断条件。进一步地，第一采集模块240通过第一输出模块230控制功率设备400电源输出时，采集输出电压、电流等电信号参数，并将采集的模拟电信号模数转换为数字信号，并传输给第一主控模块210，使第一主控模块210能够实时获取功率设备400的工作情况。
第二采集模块340，分别与第二主控模块310、第二输出模块330电连接；主工作模式下，第一采集模块240对第一输出模块230控制功率设备400供电时，进行多项工作性能参数隔离采样，以判断功率设备400的工作状态，并作为保护功能的判断条件。进一步地，第二采集模块340通过第一输出模块230采集功率设备400的输出电压、电流等电信号参数，并将采集的模拟电信号模数转换为数字信号，并传输给第二主控模块310，使第二主控模块310能够实时获取功率设备400的工作情况。
本实施例中，针对第一采集模块240/第二采集模块340的工作，进一步可包括如下：第一采集模块240以及第二采集模块340可以分别分为电流采集电路、电压采集电路。在电流采集电路中，可采用霍尔传感器采集功率设备400的电流参数，例如，采集的电流量为0～10A，并线性输出直线电压信号，输出的电流采集量直接传输至模拟数字转换器ADC进行转换采集。在电压采集电路中，使用电位器对输出电压进行分压线性，再通过线性光耦将模拟量的电源地和测试地进行隔离，使电源地和电压地互不干扰，单独使用两路电源对线性光耦供电，再通过RC滤波电路和运算放大器对模拟量进行滤波和阻抗匹配。本实施例中，经模数转换后的电压参数和电流参数实时与阈值参数进行比较，实现电源过压和过流的检测，并在过压或过流时，断开电源输出，实现负载保护的功能。
第一通讯模块220，与第一主控模块210电连接，通过第一通讯模块220将上位机100发送的控制信息传输给第一主控模块210，以及将第一主控模块210发送的处理信息以及功率设备400的工作性能参数，传输给上位机100。第一通讯模块220可采用WiFi、蓝牙、ZigBee等无线通讯技术，也可以采用有线局域网技术。
第二通讯模块320，与第二主控模块310电连接；通过第二通讯模块320将上位机100发送的控制信息传输给第二主控模块310，以及将第二主控模块310发送的错误标志信息以及功率设备400的工作性能参数传输给上位机100。第二通讯模块320可采用WiFi、蓝牙、ZigBee等无线通讯技术，也可以采用有线局域网技术。
本实施例中的第一通讯模块220/第二通讯模块320采用以太网通讯方式，将第一电控设备200/第二电控设备300接入到测发控系统网，接收上位机100发送的控制信息、发送处理信息以及功率设备400的运行工作参数。本实施例中的第一通讯模块220/第二通讯模块320采用W5500以太网通讯协议芯片，将以太网数据包解析之后通过SPI通信方式传输至第一主控模块210/第二主控模块310，使第一电控设备200/第二电控设备300具有以太网通讯功能。
第一人机交互模块，与第一主控模块210电连接，通过第一主控模块210的I/O端口对第一人机交互模块及其I/O接口进行控制；且第一人机交互模块仅在主工作模式下，正常交互，且实时显示功率设备400在工作状态中的各项性能参数。本实施例中的第一人机交互模块采用FSMC(Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)对显示屏的寄存器进行控制，以及通过I/O接口读取端口电平信号判断按键和继电器的接通状态。
第二人机交互模块，与第二主控模块310电连接，通过第二主控模块310的I/O端口对第二人机交互模块及其I/O接口进行控制；且第二人机交互模块仅在主工作模式下，正常交互，且实时显示功率设备400在工作状态中的各项性能参数。本实施例中的第二人机交互模块采用FSMC(Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)对显示屏的寄存器进行控制，以及通过I/O接口读取端口电平信号判断按键和继电器的接通状态。
本实施例中，只有在主工作模式中的第一人机交互模块或第二人机交互模块才能正常交互工作。对第一人机交互模块和第二人机交互模块进一步分析如下：
第一人机交互模块/第二人机交互模块可以为触控显示器，也可以分为显示屏和按键，其中，显示屏可采用触摸屏。主工作模式下的第一人机交互模块/第二人机交互模块中，触摸屏/触控显示器实时显示输出的电压值和电流值的等参数。在一种实施例中，显示屏中可以跟随主副工作模式的切换，切换显示设定电压、IP地址等操作信息和过压、过流保护功能等菜单。按键部分作为电源设备的本地控制部件，可以在本地测试或远程测试出现异常时，紧急操作使用，便于测试人员通过不同的按键给第一主控模块210/第二主控模块310发出切换指令，使第一主控模块210/第二主控模块310分别进行主副工作模式的切换。
第一电控设备200可以包括如下工作过程：上位机100发送控制信息后，通过第一通讯模块220接收同一控制网内的上位机100的控制信息，并传输给第一主控模块210；第一主控模块210接收控制信息，对控制信息进行处理后输出，传输给第二电控设备300以及通过第一通讯模块220传输给上位机100。上位机100接收处理信息，并且在接收到第二电控设备300发出的错误标志信息时，进行逻辑判断，判断分析出无法继续工作时，切换主工作模式，使第一电控设备200的主工作模式停止；当上位机100没有接收到错误标志信息时，第一主控模块210的主工作模式保持，并输出供电指令，通过第一输出模块230传输给功率设备400。第一采集模块240通过第一输出模块230对功率设备400的多项工作性能参数进行隔离采样，并传输给第一主控模块210；第一主控模块210通过第一人机交互模块显示直流电源工作过程中的参数显示，以及通过第一通讯模块220传输给上位机100。
第二电控设备300可以包括如下工作过程：上位机100发送控制信息后，通过第二通讯模块320接收同一控制网内的上位机100的控制信息，并传输给第二主控模块310；第二主控模块310接收控制信息，对控制信息进行处理；接收第一电控设备200发送的处理信息，将两者的处理信息分别进行比较分析，判断是否一致，若一致，则继续监控第一电控设备200工作，若不一致，则输出错误标志信息，并通过第二通讯模块320传输给上位机100，上位机100接收错误标志信息时，对第一电控设备200的处理信息以及错误标志信息进行逻辑判断，当判断分析出第一电控设备200无法继续工作时，切换主工作模式，第一电控设备200的主工作模式停止；将第二主控模块310的副工作模式切换为主工作模式。第二主控模块310在主工作模式下输出供电指令，通过第一输出模块230传输给功率设备400。第二采集模块340通过第二输出模块330对功率设备400的多项工作性能参数进行隔离采样，并传输给第二主控模块310；第二主控模块310通过第二人机交互模块显示直流电源工作过程中的参数显示，以及通过第二通讯模块320传输给上位机100。
功率设备400，配置为接收第一电控设备200或第二电控设备300输出的供电指令进行供电。本实施例中的功率设备400包括多个电源模块，并以N+1并联方式执行并联均流，以满足多种电源功率需求。优选地，各电源模块采用热插拔实现更换。
在一种实施例中，功率设备400以300A或100A或20A的功率供电。优选地，功率设备400选用体积小、重量轻的1U电源模块，各电源模块的功率为2500W，通过电源模块并联均流实现测发控系统地面电源20A、100A、300A电源功率需求。由于，功率设备400采用N+1并联方式，任一电源模块故障均不会对电源输出造成影响，实现功率设备400内部的电源模块级冗余。同时，通过热插拔进行电连接更换，即可电源模块支持热插拔，在任一电源模块发生故障时，均可立即更换，实现功率设备400的易维护特性。本实施例中的功率设备400采用直流电源，功率设备400的工作状态中的各项参数通过在主工作模式下的第一人机交互模块或第二人机交互模块实时显示，并实时传输至上位机100。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述系统包括：上位机、功率设备、设于同一机柜内的第一电控设备、第二电控设备，
所述上位机，同时与所述第一电控设备、所述第二电控设备接入同一控制网，配置为确立所述第一电控设备为主工作模式，所述第二电控设备为副工作模式；向所述第一电控设备、所述第二电控设备同时发送控制信息；接收所述第一电控设备的处理信息和所述第二电控设备的错误标志信息，逻辑判断确定是否将所述第二电控设备切换为主工作模式，以便主工作模式下的所述第一电控设备或所述第二电控设备根据处理信息输出供电指令；逻辑判断中包括：所述上位机在接收到处理信息，并且接收到错误标志信息时，才进行逻辑判断，否则在未接收到第一电控设备反馈的处理信息时，直接判断设备故障，或者直接默认第一电控设备的工作正常；判断出第一电控设备正常时，控制第一电控设备在主工作模式下正常工作，若第一电控设备故障，则控制第一电控设备停止后，再进行切换；
所述第一电控设备，与所述功率设备电连接，配置为在主工作模式下，对控制信息进行处理后输出；以及在主工作模式下，输出供电指令，以控制所述功率设备供电；
所述第二电控设备，与所述第一电控设备、所述功率设备电连接，配置为在副工作模式下，对控制信息进行处理后，接收所述第一电控设备的处理信息，判断两者处理信息是否一致；若一致，则重复执行副工作模式下的工作过程；若不一致，则向所述上位机发送错误标志信息；在主工作模式下，输出供电指令，以控制所述功率设备供电；其中，第二电控设备作为第一电控设备的冗余备用，而非互为冗余备用，第一电控设备的功能包括第二电控设备所有功能；
所述功率设备，配置为接收所述第一电控设备或所述第二电控设备输出的供电指令进行供电。
2.如权利要求1所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一电控设备包括第一壳体，所述第一壳体采用3U机箱。
3.如权利要求2所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第二电控设备包括第二壳体，所述第二壳体采用2U机箱。
4.如权利要求3所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一壳体内包括第一主控模块，所述第二壳体内包括第二主控模块；且所述第一主控模块与所述第二主控模块电连接；
所述第一主控模块与所述第二主控模块同时接收控制信息，
所述第一主控模块对控制信息进行处理后输出；
所述第二主控模块对控制信息进行处理后，接收所述第一主控模块的处理信息，并对两者的处理信息进行对比，判断是否一致，并在不一致时，输出错误标志信息；
所述第一主控模块或所述第二主控模块在主工作模式下，根据处理信息输出供电指令。
5.如权利要求4所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一主控模块/所述第二主控模块采用嵌入式STM32内核为控制逻辑单元。
6.如权利要求5所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一主控模块/所述第二主控模块采用STM32F429芯片。
7.如权利要求4所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一壳体内包括第一输出模块，分别与所述第一主控模块、所述功率设备电连接；在主工作模式下，所述第一输出模块接收所述第一主控模块输出的供电指令，并传输给所述功率设备，以快速调压。
8.如权利要求4所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第二壳体内包括第二输出模块，分别与所述第二主控模块、所述功率设备电连接；在主工作模式下，所述第二输出模块接收所述第二主控模块输出的供电指令，并传输给所述功率设备，以快速调压。
9.如权利要求7所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一壳体内包括第一采集模块，分别与所述第一主控模块、所述第一输出模块电连接；在主工作模式下，所述第一采集模块对所述第一输出模块控制所述功率设备供电时，进行多项工作性能参数隔离采样，并传输给所述第一主控模块，以判断所述功率设备的工作状态，及作为保护功能的判断条件。
10.如权利要求8所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第二壳体内包括第二采集模块，分别与所述第二主控模块、所述第二输出模块电连接；在主工作模式下，所述第二采集模块对所述第二输出模块控制所述功率设备供电时，进行多项工作性能参数隔离采样，并传输给所述第二主控模块，以判断所述功率设备的工作状态，及作为保护功能的判断条件。
11.如权利要求9所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一壳体内包括第一通讯模块，与所述第一主控模块电连接；通过所述第一通讯模块将所述上位机发送的控制信息传输给所述第一主控模块，以及将所述第一主控模块发送的处理信息以及所述功率设备的工作性能参数传输给所述上位机。
12.如权利要求10所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第二壳体内包括第二通讯模块，与所述第二主控模块电连接；通过所述第二通讯模块将所述上位机发送的控制信息传输给所述第二主控模块，以及将所述第二主控模块发送的错误标志信息以及所述功率设备的工作性能参数传输给所述上位机。
13.如权利要求9所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一壳体内包括第一人机交互模块，与所述第一主控模块电连接，通过所述第一主控模块的I/O端口对所述第一人机交互模块及其I/O接口进行控制；且所述第一人机交互模块仅在主工作模式下，正常交互，且实时显示所述功率设备在工作状态中的各项性能参数。
14.如权利要求10所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第二壳体内包括第二人机交互模块，与所述第二主控模块电连接；通过所述第二主控模块的I/O端口对所述第二人机交互模块及其I/O接口进行控制；且所述第二人机交互模块仅在主工作模式下，正常交互，且实时显示所述功率设备在工作状态中的各项性能参数。
15.如权利要求13所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第一人机交互模块采用FSMC对显示屏的寄存器进行控制，以及通过I/O接口读取端口电平信号判断按键和继电器的接通状态。
16.如权利要求14所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述第二人机交互模块采用FSMC对显示屏的寄存器进行控制，以及通过I/O接口读取端口电平信号判断按键和继电器的接通状态。
17.如权利要求1所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，所述功率设备包括多个电源模块，并以N+1并联方式执行并联均流，以满足多种电源功率需求。
18.如权利要求17所述的运载火箭地面电源控制系统，其特征在于，各所述电源模块采用热插拔实现更换。
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