CN112578686A - 一种时序运动类空间机构电气性能地面模拟设备 - Google Patents

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    • G05B23/0213—Modular or universal configuration of the monitoring system, e.g. monitoring system having modules that may be combined to build monitoring program; monitoring system that can be applied to legacy systems; adaptable monitoring system; using different communication protocols

Abstract

本发明公开了一种时序运动类空间机构电气性能地面模拟设备，该设备包括主控计算机(含控制软件)、开关传感器模拟模块、电位计模拟模块、旋转变压器模拟模块、电机模拟模块等。其中主控计算机用于控制各个模块按机构运动时序完成电气性能模拟，开关传感器模拟模块用于模拟开关类传感器，电位计模拟模块用于模拟电位计，旋转变压器模拟模块用于模拟旋转变压器，电机模拟模块用于模拟电机运动。本发明可以在地面模拟时序运动类空间机构电气性能，模拟机构运动的各个时序动作电气性能，可以替代时序类空间机构用于时序运动类空间机构控制系统的地面测试、地面模拟飞行、故障验证等场合。

Description

一种时序运动类空间机构电气性能地面模拟设备
技术领域
本发明涉及一种时序运动类空间机构电气性能地面模拟设备，可实现时序运动类空间机构的电气性能地面模拟。
背景技术
时序运动类空间机构电气性能地面模拟设备主要应用于大型复杂空间机构系统的控制系统地面试验领域，实现对机构电气性能的地面模拟以检验控制系统功能性能是否满足任务需求。
本发明可以在地面模拟时序运动类空间机构电气性能，模拟机构运动的各个时序动作电气性能，可以替代时序类空间机构用于时序运动类空间机构控制系统的地面测试、地面模拟飞行、故障验证等场合。
目前国内外空间机构控制系统测试分为两类，一类直接使用空间机构参加，一般为简单小型机构；另外一类由于机构复杂，工作寿命有限，无法模拟故障等原因，故机构无法参加控制系统长期测试，只能进行次数有限的测试或者投产专门用于控制系统测试使用的机构，不仅投产时间周期长，经济成本也高。本发明是一种结构简单的试验设备，解决了上述问题，经济性好，成本低，通用性好，可推广使用。
发明内容
当时序类空间机构控制系统进行地面试验时，考虑机构复杂，工作寿命有限，无法模拟故障等原因，需要采用模拟设备来模拟机构电气性能。本发明即设计了一种时序运动类空间机构电气性能地面模拟设备，可以在地面模拟时序运动类空间机构电气性能，模拟机构运动的各个时序动作电气性能，可以替代时序类空间机构用于时序运动类空间机构控制系统的地面测试、地面模拟飞行、故障验证等场合。
本发明的一种时序运动类空间机构电气性能地面模拟设备，包括主控计算机(含控制软件)、开关传感器模拟模块、电位计模拟模块、旋转变压器模拟模块、电机模拟模块等。其中主控计算机用于控制各个模块按机构运动时序完成电气性能模拟，开关传感器模拟模块用于模拟开关类传感器不同开关状态下电气性能，电位计模拟模块用于模拟电位计不同状态下电气性能，旋转变压器模拟模块用于模拟旋转变压器不同角度下电气性能，电机模拟模块用于模拟电机运动状态下电气性能。
优选的，所述各个模块采用独立机箱或将若干个模块安装在一个或多个机箱内。
进一步，该设备在使用时，通过电缆与空间机构控制系统连接，并在主控计算机控制软件中模拟空间机构的实际运动特点设置模拟机构状态和模拟时序，待控制系统开始工作后，该设备即可按照设定的时序和状态进行空间机构电气性能模拟，配合完成控制系统各项测试工作。
在空间机构控制系统地面测试中，将该设备与控制系统通过电缆连接后，在主控计算机控制软件中模拟空间机构的实际运动特点设置模拟机构状态和模拟时序，待控制系统开始工作后，该设备即可按照设定的时序和状态(含故障模拟状态)进行空间机构电气性能模拟，配合完成控制系统各项测试工作。
本发明可以替代时序类空间机构参加控制系统测试，具有集成度高、质量轻、经济性好、使用方便等特点，能够满足时序运动类空间机构控制系统的地面测试、地面模拟飞行、故障验证等试验的需求，且能够模拟机构故障，具有较好的推广和应用前景。
附图说明
图1是本发明的时序运动类空间机构电气性能地面模式设备示意图。
图2是本发明实施例的空间机构电气性能时序模拟示例图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的时序运动类空间机构电气性能地面模式设备进行说明。
图1是本发明的地面模拟设备组成示意图，如图1的所示，该设备包括主控计算机(含控制软件)1、电位计模拟模块2、开关传感器模拟模块3、旋转变压器模拟模块4和电机模拟模块5。各个模块可以是独立机箱，也可以将若干个模块安装在一个或多个机箱内，各个模块之间采用电缆连接。
该设备在使用时，通过电缆与空间机构控制系统连接，并在主控计算机控制软件中模拟空间机构的实际运动特点设置模拟机构状态和模拟时序，待控制系统开始工作后，该设备即可按照设定的时序和状态(含故障模拟状态)进行空间机构电气性能模拟，配合完成控制系统各项测试工作。
主控计算机1用于控制各个模块按机构运动时序完成电气性能模拟。其主要组成为一台控制计算机，可以选用工控机或PXI机箱，并根据需要配置相应数值IO卡、模拟量采集卡、串口通信卡等。控制计算机1中根据模拟需求配置控制软件。控制软件可以采用LabView或者Visual C++、Visual Basic等编程语言结合时序运动类空间机构电气性能地面模拟的需求进行编写。一般来说，主控计算机1通过输出控制信号给开关传感器模拟模块，对开关传感器通断状态进行控制；主控计算机通过输出控制信号给电位计传感器模拟模块2，对电位计传感器实际电阻值进行控制；主控计算机1通过输出控制信号给旋转变压器模拟模块4，对其模拟的旋转变压器角度值进行模拟；主控计算机通过采集电机模拟模块5中电机运行状态(正转、反转和停)和转动角度等信息，带入时序模拟流程中，对开关传感器、电位计、旋转变压器的模拟状态进行模拟设置。
电位计模拟模块2一般采用数字电位计进行模拟，可以接收主控计算机控制信息，根据控制信息设定为不同的电阻值，完成电位计电气性能模拟。
开关传感器模拟模块3一般采用电磁继电器进行模拟，可以接收主控计算机控制信息，根据控制信息设定为不同的继电器通断状态，完成开关传感器电气性能模拟。
旋转变压器模拟模块4一般采用FPGA、DSP等带数字信号计算处理能力的芯片进行模拟。接收主控计算机下发的角度模拟信息后，采集空间机构控制系统输出的外部正弦激励信号。根据模拟角度的需求按照旋转变压器特性进行信号处理后，模拟旋转变压器特性输出相应正弦和余弦信号供空间机构控制系统采集，即可完成旋转变压器不同角度下电气性能的模拟。
电机模拟模块5一般采用与空间机构中使用的电机电气性能相似的电机进行模拟。同时根据模拟需要，给电机配置光电码盘、旋转变压器等角度测量设备，与电机同轴安装。电机由空间机构控制系统直接驱动控制，在电机转动时，同轴安装的角度测量设备可以输出电机运动角度。电机模拟模块5将角度信息发送给主控计算机，主控计算机对角度信息进行分析处理，即可获得电机运行状态(正转、反转和停)、运动时间、电机实际转动角度等信息，并根据电机运行信息完成时序模拟流程，根据流程完成对开关传感器、电位计、旋转变压器状态的模拟设置。
控制软件安装于主控计算机1中，主要功能是设定空间机构电气性能模拟状态，并显示当前模拟的空间机构传感器和电机实际状态。空间机构电气性能模拟状态一般具备两种设定方式，一种为静态设定方式，即不进入时序模拟状态下，通过在软件手动点击设定开关传感器、电位计、旋转变压器的模拟状态，一种为时序模拟设定方式，通过预先设定时序，待时序开始执行后，根据控制系统工作状态，根据设定的时序自动完成对开关传感器、电位计、旋转变压器状态的模拟设置，以模拟时序运动类空间机构电气性能，示例如图2所示。
本发明仅需通过控制软件设定状态，即可以模拟时序运动类空间机构不同的工作时序和工作状态(含故障模拟)的电气性能，具有集成度高、质量轻、经济性好、使用方便等特点，具有较好的推广和应用前景。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种时序运动类空间机构电气性能地面模式设备，其特征在于，包括：
主控计算机、开关传感器模拟模块、电位计模拟模块、旋转变压器模拟模块、电机模拟模块，各个模块之间采用电缆连接；
所述主控计算机用于控制各个模块按机构运动时序完成电气性能模拟，所述开关传感器模拟模块用于模拟开关类传感器不同开关状态下电气性能，所述电位计模拟模块用于模拟电位计不同状态下电气性能，所述旋转变压器所述模拟模块用于模拟旋转变压器不同角度下电气性能，所述电机模拟模块用于模拟电机运动状态下电气性能。
2.根据权利要求1所述的时序运动类空间机构电气性能地面模式设备，其特征在于：所述主控计算机为一台控制计算机，选用工控机或PXI机箱，并根据需要配置相应数值IO卡、模拟量采集卡、串口通信卡；控制计算机中根据模拟需求配置控制软件；控制软件可以采用编程语言结合时序运动类空间机构电气性能地面模拟的需求进行编写。
3.根据权利要求2所述的时序运动类空间机构电气性能地面模式设备，其特征在于：所述主控计算机通过输出控制信号给开关传感器模拟模块，对开关传感器通断状态进行控制；主控计算机通过输出控制信号给电位计传感器模拟模块，对电位计传感器实际电阻值进行控制；主控计算机通过输出控制信号给旋转变压器模拟模块，对其模拟的旋转变压器角度值进行模拟；主控计算机通过采集电机模拟模块中电机运行状态和转动角度信息，带入时序模拟流程中，对开关传感器、电位计、旋转变压器的模拟状态进行模拟设置。
4.根据权利要求3所述的时序运动类空间机构电气性能地面模式设备，其特征在于：所述机模拟模块中电机运行状态包括正转、反转和停。
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