CN114517749A - 一种运载火箭自动点火控制系统 - Google Patents

Abstract

一种运载火箭自动点火控制系统，包括主机分系统、显示控制分系统，主机分系统包括B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、冗余热备份电源、主机箱，控制系统以B码时统信号作为点火发射的时间基准，为控制系统提供精确的点火信号，改变了传统的手动点火发射，采用全自动点火控制，提高了运载火箭的入轨精度，为零窗口发射创造了条件，从而满足载人航天飞船对运载火箭入轨精度及发射窗口的要求。

Description

一种运载火箭自动点火控制系统

技术领域

本发明涉及一种运载火箭自动点火控制系统，属于运载火箭全自动点火发射技术领域。

背景技术

我国传统运载火箭点火控制采用人工手动点火控制，时间精度低无法用于对入轨精度有较高要求的场合，已不能满足载人、探月、空间站等对运载火箭入轨精度有较高的要求的任务需要，因此需要一种全新的运载火箭自动点火控制设备结构，以解决现有点火控制存在的不足及问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统的运载火箭手动点火发射精度不高的缺点，提出了一种运载火箭自动点火控制系统，以B码时统信号作为点火发射的时间基准，为控制系统提供精确的点火信号，采用全自动点火控制，提高了运载火箭的入轨精度，为零窗口发射创造了条件。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种运载火箭自动点火控制系统，包括主机分系统、显示控制分系统，主机分系统设置于外部标准机柜或工作台中，显示控制分系统设置于外部工作台上，所述显示控制分系统提供对运载火箭点火状态的状态监视信息，通过主机分系统对运载火箭点火状态进行控制，所述主机分系统采用CPCI标准架构设置，与发控台进行信息及指令交互。

所述主机分系统包括B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、冗余热备份电源、主机箱，B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、冗余热备份电源均以插卡形式设置于主机箱的主板上，并固定连接，所述主机箱为4U标准机箱。

所述主机分系统中：

B码单元模块接收外部B码DC信号及AC信号进行解码，同时接收标准单板CPU模块下发的手动时间、点火时刻、倒计时时间信息，根据接收信息及解码所得信息，输出倒计时一控制信号、倒计时二控制信号、0S点火控制信号，并在无外部时间源情况下自动守时；

所述B码单元模块数量为3个。

所述主机分系统中：

三取二判决模块对三个B码单元模块输出的控制信号A、控制信号B、控制信号C进行三取二判决，并向发控台输出判决后信号，通过与发控台接口直接连接接收发控台发送的反馈信号并以中断形式发送至标准单板CPU模块；

正常工作情况下，各B码单元模块输出时间信息相同，输出的控制信号相同，三取二判决后正常发出控制信号；若任意两个B码单元模块输出时间信息相同，输出的控制信号相同，根据三取二判决输出时间信息相同的B码单元模块的控制信号；若各B码单元模块输出时间信息及输出的控制信号均不相同，不进行输出。

所述主机分系统中：

冗余热备份电源为各模块提供冗余电源，采用双电源供电，正常工作情况下双电源同时输出并冗余备份，当任一电源故障时，通过热插拔更换故障电源。

所述主机分系统中：

标准单板CPU模块接收显示控制分系统中各显示单元输出的北京时间及倒计时时间，并接收经过三取二判决模块输出的系统北京时间、倒计时时间、点火时刻信息，进行时间源选择，并进行手动时间、点火时刻的设置，将所得信息同时发送至各B码单元模块，将标准单板CPU模块的启动时间、各单元板控制信号发出时刻、三取二判决后的系统输出的控制信号输出时刻、反馈信号到达时刻、火时刻变化、手动时间设置、启动测试时间、停止测试时间、退出记录到日志文件中。

所述B码单元模块以FPGA单元为核心，接收标准单板CPU模块发送的点火时刻信息发送至FPGA单元，接收FPGA单元处理后的系统时间、倒计时信息，并反馈至标准单板CPU模块，同时输出至三取二判决模块。

所述三取二判决模块接收标准单板CPU模块、B码单元模块发送的倒计时信息，并向三取二判决模块发送接收的数据，将三取二判决模块返送的反馈信息发送至标准单板CPU模块。

所述FPGA单元处理后的系统时间通过三取二判决模块，接收各B码单元模块的秒中断、10Hz中断、北京时间、倒计时时间，比较10Hz中断时各单元的北京时间是否一致，选择北京时间一致的两个B码单元模块的北京时间作为系统时间。

所述控制信号A、控制信号B、控制信号C分别为：B码单元模块一、B码单元模块二、B码单元模块三发出的控制信号；

各B码单元模块发出的控制信号均为三种，包括倒倒计时一控制信号、倒计时二控制信号、0S点火控制信号。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明提供的一种运载火箭自动点火控制系统，采用全自动点火发射技术，改变了传统的手动点火发射，采用全自动点火控制，预先设置点火时刻后，能够不需人工参与，自动为发控台提供“倒计时一”、“倒计时二”、“0S”等精确的运载火箭控制信号和点火信号；

(2)本发明的控制装置具有自守时功能，在无时统信号的情况下，可设置北京时间、点火时间，并输出控制信号；在有时统信号的情况下，可自动接收北京时间，设置点火时间，并输出控制信号；如时统信号中途中断，应具备自守时功能，输出控制信号；

(3)本发明以B码时统信号作为点火发射的时间基准，为发控台提供精度高于10ms的控制信号，提高了运载火箭的入轨精度，为零窗口发射创造了条件；

(4)本发明采用三冗余的电路结构形式，模块间的连接以及设备与发控台信号连接采用双点双线设计，避免连接可能出现的失效问题，同时采用增加判决条件和多次判决的方法检测外部电平变化，具有较好的抗干扰性。

(5)本发明设计使用了故障可检测方法，具有上电自检功能，以及状态检测功能，设备上电工作后，系统进行自检，并实时显示自检结果；工作过程中实时监测各单元板工作状态，若出现故障时有适当的应急措施并能够迅速恢复系统功能。

附图说明

图1为发明提供的自动点火控制装置系统组成图；

图2为发明提供的B码单元模块结构示意图；

图3为发明提供的B码码型图；

图4为发明提供的B码解码流程图；

图5为发明提供的倒计时一控制信号三取二原理示意图

图6为发明提供的控制显示模块工作流程图；

图7为发明提供的主机箱前面板示意图；

具体实施方式

一种运载火箭自动点火控制系统，适用于运载火箭全自动点火发射，以B码时统信号作为点火发射的时间基准，为控制系统提供精确的点火信号，改变了传统的手动点火发射，采用全自动点火控制，提高了运载火箭的入轨精度，系统的具体组成如下：

自动点火控制装置系统包括主机分系统、显示控制分系统，主机分系统设置于外部标准机柜或工作台中，显示控制分系统设置于外部工作台上，所述显示控制分系统提供对运载火箭点火状态的状态监视信息，通过主机分系统对运载火箭点火状态进行控制，所述主机分系统采用CPCI标准架构设置，并与发控台进行信息及指令交互，其中：

主机分系统包括B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、冗余热备份电源、主机箱，B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、冗余热备份电源均以插卡形式设置于主机箱的主板上，并固定连接，所述主机箱为4U标准机箱；

主机分系统中：

B码单元模块接收外部B码DC信号及AC信号进行解码，同时接收标准单板CPU模块下发的手动时间、点火时刻、倒计时时间信息，根据接收信息及解码所得信息，输出倒计时一控制信号、倒计时二控制信号、0S点火控制信号，并在无外部时间源情况下自动守时；

B码单元模块数量为3个；

主机分系统中：

三取二判决模块对三个B码单元模块输出的控制信号A、控制信号B、控制信号C进行三取二判决，并向发控台输出判决后信号，通过与发控台接口直接连接接收发控台发送的反馈信号并以中断形式发送至标准单板CPU模块；

正常工作情况下，各B码单元模块输出时间信息相同，输出的控制信号相同，三取二判决判决后正常发出控制信号；若任意两个B码单元模块输出时间信息相同，输出的控制信号相同，根据三取二判决输出时间信息相同的B码单元模块的控制信号；若各B码单元模块输出时间信息及输出的控制信号均不相同，不进行输出；

主机分系统中：

冗余热备份电源为各模块提供冗余电源，采用双电源供电，正常工作情况下双电源同时输出并冗余备份，当任一电源故障时，通过热插拔更换故障电源；

主机分系统中：

标准单板CPU模块接收显示控制分系统中各显示单元输出的北京时间及倒计时时间，并接收经过三取二判决模块输出的系统北京时间、倒计时时间、点火时刻信息，进行时间源选择，并进行手动时间、点火时刻的设置，将所得信息同时发送至各B码单元模块，将标准单板CPU模块的启动时间、各单元板控制信号发出时刻、三取二判决后的系统输出的控制信号输出时刻、反馈信号到达时刻、火时刻变化、手动时间设置、启动测试时间、停止测试时间、退出记录到日志文件中；

B码单元模块以FPGA单元为核心，接收标准单板CPU模块发送的点火时刻信息发送至FPGA单元，接收FPGA单元处理后的系统时间、倒计时信息，并反馈至标准单板CPU模块，同时输出至三取二判决模块；

三取二判决模块接收标准单板CPU模块、B码单元模块发送的倒计时信息，并向三取二判决模块发送接收的数据，将三取二判决模块返送的反馈信息发送至标准单板CPU模块；

FPGA单元处理后的系统时间通过三取二判决模块，接收各B码单元模块的秒中断、10Hz中断、北京时间、倒计时时间，比较10Hz中断时各单元的北京时间是否一致，选择北京时间一致的两个B码单元模块的北京时间作为系统时间。

下面根据具体实施例进行进一步说明：

在当前实施例中，如图1所示，硬件组成与功能如下：

自动点火控制装置包括主机分系统、显示控制分系统，显示控制分系统包括显示器以及键盘、鼠标，主机分系统，即主机，安装于标准机柜或工作台中；显示器以及键盘、鼠标放置于工作台，为系统人员提供直观的状态监视，方便进行各种设置操作。

主机部分采用CPCI标准架构，主要由三个独立的B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、冗余热备份电源和主机箱组成。B码单元模块、三取二模块、CPU模块和冗余电源模块以插卡的方式通过主板连接并固定；主机箱为4U标准机箱，B码单元模块、三取二模块以及电源模块插拔方便。

各模块的硬件功能如下：

(1)B码单元模块主要功能

接收外部B码DC和AC信号并解码；接收CPU模块下发的手动时间、点火时刻和倒计时时间信息；输出控制信号“倒计时一”、“倒计时二”和“0s”；在无外部时间源的情况下自动守时；

(2)三取二判决模块主要功能

对倒计时控制信号的三取二判决，包括“倒计时一”、“倒计时二”和“0s”信号，并输出；与发控台接口直接连接，接收发控台各反馈信号并将其以中断形式报给CPU；在正常工作模式下，即三个B码单元模块时间信息完全相同时，输出的控制信息完全相同，这样，控制信号能够正常输出；当三个B码单元模块其中的两个模块时间信息相同，而与另外一个不同时，根据三取二判别，输出时间信息相同B码单元模块的控制信号，从而使系统也能正常工作；当三个B码单元模块时间信息各不相同时，不输出控制信号；

(3)电源模块功能

电源模块为设备提供冗余电源，一种运载火箭自动点火控制装置设计采用双电源供电。正常工作时两电源同时输出；当其中一电源掉电或电源故障时，另一电源仍可正常输出，并可热插拔更换故障电源。

配合硬件模块的软件组成与功能具体为：

软件主要由五部分组成，包括FPGA单元板软件、FPGA三取二板软件、控制显示软件、单元板设备驱动软件和三取二板设备驱动软件。

FPGA单元板软件接收外部B码DC和AC信号并解码，接收控制显示软件下发的手动时间、点火时刻和倒计时时间信息；同时输出控制信号，在无外部时间源的情况下自动守时，并进行PCI总线交易；

FPGA三取二板软件接收单元板FPGA和控制显示软件下发的倒计时时间信息，根据单元板FPGA输出的控制信号来进行三取二判决，给发控台发送数据，同时将发控台反馈的信息发送至控制显示软件，并进行PCI总线交易；

控制显示软件接收显示各单元输出的北京时间和倒计时时间、经过三取二判决得到的系统北京时间和倒计时时间、及系统点火时刻；

进行时间源选择、手动时间设置、点火时刻设置等，并将这些信息同时送到三个B码单元模块；

将启动软件时间、倒计时一到达时刻、倒计时一反馈信号到达时刻、倒计时二到达时刻、倒计时二反馈信号到达时刻、0s到达时刻、0s反馈信号到达时刻、点火时刻变化、手动时间设置、软件启动测试、停止测试和退出软件的时间记录到日志文件中；

单元板设备驱动软件接收控制显示软件设置的点火时刻信息并传递给FPGA单元板，并接收FPGA单元板处理之后的系统时间，倒计时信息反馈给控制显示软件同时也输出到三取二板设备驱动软件；

三取二板设备驱动软件接收控制显示软件和单元板设备驱动软件传递来的倒计时信息，向三取二板发送数据，同时将三取二板的反馈信息传递给控制显示软件。

其中，系统时间来源为软件的三取二，软件三取二的工作原理为：

软件接收各个B码单元模块的秒中断、10Hz中断、北京时间、倒计时时间，比较10Hz中断时各单元的北京时间是否一致，选择北京时间一致的两个B码单元模块作为系统时间，输出显示北京时间和倒计时时间。

各模块及软件的工作原理如下：

B码单元模块由FPGA和外围电路组成，原理示意图如图2所示：

B码单元模块为一种运载火箭自动点火控制装置接收B码和输出时间信息及控制信号的模块，采用FPGA作为B码单元模块的核心。B码DC和AC信号分别经电平转换电路和解调电路进入FPGA，由FPGA软件进行解码得到B码DC和AC时间信息，并根据时间源得到北京时间，同时根据设置的点火时刻计算出倒计时时间。北京时间和倒计时时间信息输出至控制显示软件；倒计时到达特定时刻(倒计时一、倒计时二和0s)时输出控制信号送三取二判决模块。并通过FPGA实现了标准PCI总线接口功能，PCI接口作为一个功能模块，嵌入在FPGA内部，将复杂的PCI总线接口转换为相对简单的用户接口。完成配置寄存器读写、I/O读写、内存读写等PCI交易，方便系统调用和调试。

FPGA选用Altera公司的ACEX1K系列的EP1K50芯片。该元器件具有高可靠性、高集成度、设计灵活，速度快，调试方便等优点，并经过多年应用，成熟度高。电平转换电路负责将接口为V11的B码DC信号转变为FPGA可识别的TTL电平送入FPGA进行解码；接口芯片选用Maxim公司的Max483接口芯片。

解调电路负责将B码AC模拟信号解调并转变为FPGA可识别的TTL电平信号。核心芯片选择ADI公司的OP07和TI公司的TL081等芯片。

在B码单元模块中主要采取集成电路的电源引脚加滤波电容和对集成电路的未用管腿进行接地等措施满足电磁兼容设计要求。

FPGA单元板软件采用Verilog语言在QuartusII环境下编写，主要对B码进行解码，在没有B码信号时进行自保持,即根据板上晶振输出信号自累加时间，并能够接收控制显示软件设置的北京时间，根据该时间自累加时间。

一种运载火箭自动点火控制装置解码的依据是接收到的B码时间，其码型如图3所示：

在连续的脉冲序列中，包括如下三个特殊标记：

(1)参考码元：8ms宽度脉冲；

(2)参考标志：连续2个8ms宽度脉冲；

(3)准时点：连续2个8ms宽度脉冲，第二个8ms宽度脉冲的上升沿。

B码解码模块的工作原理为：

找出输入DC信号的参考码元：在脉冲下降沿判断脉冲宽度，判断标志为脉冲宽度为8ms；根据参考码元找出参考标志：在参考码元下降沿判断与上次参考码元时间间隔，判断标志为连续的两个8ms，即参考码元与上一个参考码元的间隔为10ms；在参考标志的基础上找出准时点并根据参考码元解出时间信息(脉冲宽度为2ms表示“0”，脉冲宽度为5ms表示“1”)。

B码解码的流程图如图4所示：

首先判断毫秒脉冲计数是否到达1s，如果到达1s将毫秒计数器清零。否则对脉冲宽度继续进行毫秒计数，在脉冲下降沿判断脉冲宽度，若脉冲宽度为8ms则找到参考码元；根据参考码元找出参考标志，在参考码元下降沿判断与上次参考码元时间间隔，判断标志为间隔为10ms；在参考标志的基础上找出准时点；若非参考码元根据脉冲计数脉冲宽度为2ms表示“0”，脉冲宽度为5ms表示“1”，将相应的0/1信息送入寄存器并移位得到解出的时间信息，并将脉冲宽度的计数清零。

为增加设备的抗干扰性能，程序逻辑设计在外部时间源时间发生变化时，需检测到3秒以上的连续有效时间，才进行时间的切换；同时增加外部时间源准时点的判断条件，只有在所有条件满足时才认定为准时点。以保障输出时间信息的高可靠性，保证即使外部B码信号受到干扰的情况下，一种运载火箭自动点火控制装置仍能稳定可靠工作。

FPGA三取二判决模块完成控制信号的三取二判决输出，三取二判决电路工作原理为：选用三个双刀双掷的继电器，将继电器触点两两串联后并联，继电器闭合由控制信号控制，连接示意图如图5所示：

A、B、C分别表示为三个双刀双掷继电器，分别受三个B码单元模块A、B、C的输出控制信号控制(以倒计时一为例)，A-1为继电器A的第一个触点，A-2为继电器A的第二个触点，按图中连接方式连接后，当任意两个继电器吸合后将外部输入的+M3送发控台倒计时一端子，继电器断开后将+M3输出断开；当只有一个继电器吸合，则电路不能导通。

三取二判决模块经反馈信号继电器与发控台通过双绞屏蔽线缆相连，用来监测发控台反馈的倒计时一、倒计时二、0s准备好信号，检测发现信号为高电平时，将其以中断的形式上报给控制显示软件。

在三取二模块中采用继电器进行控制信号的输出，由于继电器线圈失电瞬间，在线圈上可产生几倍于线圈所加电压的反峰电压，通过采用并联瞬态抑制二极管的方式进行抑制。在与发控台每路反馈信号相连的电路前各加了一个继电器，既保证了反馈信号能被检测出来，又为设备与发控台增加了隔离。

三取二判决模块通过FPGA实现了标准PCI总线接口功能，将复杂的PCI总线接口转换为相对简单的用户接口。完成配置寄存器读写、I/O读写、内存读写等PCI交易，方便系统调用并且在Windows操作系统下的调试也相对简单。

控制显示软件工作在设计过程中，吸收已有经验，显示设计采用CPU单板电脑和标准LCD显示器，并在Windows XP/Win10操作系统平台上(采用设备驱动、系统服务等方式以提高实时性)共同完成。控制显示软件流程图如图6所示：

控制显示软件首先进行开机自检，然后等待系统中断事件或设置命令，根据不同的中断信息或设置命令进行不同的处理。

当收到B码单元板秒中断/10Hz中断时，对各单元板送上的北京时间等信息进行三取二判断，若三个单元的北京时间一致，将其作为系统时间；若三个模块中两个B码单元模块时间一致，则选择北京时间一致的两个B码单元模块时间作为系统时间；若三个模块时间都不一致，则选取单元A时间作为系统时间，并输出系统和各单元的北京时间、倒计时时间和点火时刻等信息进行显示。

接收到设置命令时，读取各配置信息和数据，并将设置信息送给各B码单元板。

接收到三取二模块送上来的中断请求后，读取三取二模块发出的控制信号以及接收到的反馈信号，将此信息保存并送显。

程序自动记录控制信号前后沿输出时刻、反馈信号前沿输入时刻以及系统状态信息到日志文件。

单元板设备驱动软件接收控制显示软件设置的点火时刻信息并传递给FPGA单元板和接收FPGA单元板处理之后的系统时间，倒计时信息反馈给控制显示软件同时也输出到三取二板设备驱动软件。

软件外部接口：

1)单元板驱动程序软件与单元板FPGA程序接口

系统单元板驱动程序软件与单元板FPGA通信，通过中断响应函数响应FPGA的中断并接收FPGA发送的北京时和倒计时等信息。

2)单元板驱动程序软件与控制显示软件接口

系统单元板驱动程序软件与控制显示软件通信，通过Win32 API函数调用单元板设备驱动软件上传的状态信息和以及下发控制信息：

主要数据交易如表1所示：

三取二板设备驱动软件接收控制显示软件和单元板设备驱动软件传递来的倒计时信息和向三取二板发送数据，同时将三取二板的反馈信息传递给控制显示软件。

软件外部接口：

1)三取二板设备驱动程序软件与FPGA三取二板软件接口

系统单元板驱动程序软件与板FPGA通信，通过中断响应函数响应FPGA的中断并接收FPGA发送的控制、反馈等信息。

2)三取二板驱动程序软件与控制显示软件接口

系统三取二板驱动程序软件与控制显示软件通信，通过Win32API函数调用三取二板设备驱动软件上传的状态信息和以及下发控制信息。主要数据交易如表2所示：

在本实施例中，主机部分采用CPCI标准架构，主要由三个独立的B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、标准冗余热备份电源和主机箱组成。B码单元模块、三取二模块、CPU模块和冗余电源模块以插卡的方式通过主板连接并固定；主机箱为4U标准机箱，B码单元模块、三取二模块以及电源模块插拔方便，前面板示意图如图7所示：

主机的前面板包括电源指示灯和与其他设备相连接的各接口。其中，输出接口与发控台相连接，传输控制信号和反馈信号；DC输入和AC输入分别为B码单元模块的时间源输入接口，DC表示DC源，AC表示AC源。

B码接收点火控制终端的接线连接完毕后，打开电源开关，设备进入工作状态，首先要打开应用程序对系统进行设置。系统设置按键分别有：设置点火时刻、设置手动时间、启动测试、停止测试、退出。下面介绍按键的使用方法。

进入应用程序界面后首先按下“启动测试”按键，开始运行应用程序。

时间源有效标识：当设备外接的DC和AC源都有效时，则各单元板“DC有效”和“AC有效”指示灯应为绿色，否则为灰色。

数据源选择：数据源选择共有三种，包括“自守时”和“B码DC”、“B码AC”。选择相应单选按钮后，相应时间源设置完毕。

数据源状态：选择某个数据源时，相应的数据源灯变为绿色，否则为灰色。如：数据源选择为“B码AC”，则各单元板对应“AC源”指示灯为绿色，否则为灰色；数据源选择为“B码DC”，则各单元板对应“DC源”指示灯为绿色，否则为灰色；数据源选择为“自守时”，则各单元板对应“DC源”和“AC源”指示灯均为灰色。

设置点火时刻：将需要设置的点火时间输入“时”、“分”、“秒”文本框，完毕后按下“设置点火时刻”键实现确认，系统的设置点火时间完成。如：设置点火时刻01：46：00，在文本框“时”中输入“1”，在文本框“分”中输入“46”，在文本框“秒”中输入“0”，然后按下“设置点火时刻”键实现确认。

设置手动时间：首先将“数据源选择”设为“自守时”进入手动模式，然后将需要设置的手动时间输入文本框，按下“设置手动时间”键实现确认，系统的设置手动时间完成。如：设置手动时间01：46：00，首先在时间源中选择“自守时”，在文本框“时”中输入“1”，在文本框“分”中输入“46”，在文本框“秒”中输入“0”，然后按下“设置手动时间”键实现确认。

停止测试：程序运行过程中，如需暂停按“停止测试”键，此时不退出应用程序界面。

退出：程序打开状态下，如需退出应用程序界面，按“退出”键可退出程序。

日志保存：程序自动记录控制信号前后沿输出时刻、反馈信号前沿输入时刻以及系统状态信息到日志文件。

控制信号状态：点火时刻设置后到达“倒计时一”、“倒计时二”、“0s”，各单元板将发出相应控制信号，各单元板对应的控制信号灯变为红色，发出控制信号的时间显示在对应的控制信号灯下方；控制信号断开后各单元板对应的控制信号灯变为橙色。三取二判决后的控制信号发送给发控台，则控制信号一栏对应的控制信号灯变为红色，发出控制信号的时间显示在对应的控制信号灯下方；控制信号断开后对应的控制信号灯变为橙色。

反馈：发控台收到控制信号后，返回两路反馈信号。控制信号一栏，控制信号灯右侧两个灯分别对应两路反馈信号。如收到反馈信号1，控制信号1上方的反馈灯变为红色，收到反馈信号的时间显示在反馈灯右方；收到反馈信号2，控制信号2下方的反馈灯变为红色，收到反馈信号的时间显示在反馈灯右方。

单元板时间不一致：当单元板A、B、C三个时间显示都不一致时,“单元板时间不一致”指示灯为红色,否则为灰色。

当采用双机并联工作时，根据每台设备所连接的时间源类型，在控制显示软件上选择时间源，如果设备所连接的是AC源信号且“AC有效”指示灯为绿色，则在控制面板上时间源选择区域里选择“B码AC”，则“AC源”指示灯为绿色，此时该设备所显示的为AC源时间；如果设备所连接的是DC源信号且“DC有效”指示灯为绿色，则在控制面板上时间源选择区域里选择“B码DC”，则“DC源”指示灯为绿色，此时该设备所显示的为B码DC时间，然后再分别进行点火时刻设置。

本发明的技术方案优势主要体现在以下几个方面：

全自动点火发射：改变了传统的手动点火发射，采用全自动点火控制，预先设置点火时刻后，能够不需人工参与，自动为发控台提供“倒计时一”、“倒计时二”、“0S”等精确的运载火箭控制信号和点火信号；

自守时功能：在无时统信号的情况下，可设置北京时间、点火时间，并输出控制信号；在有时统信号的情况下，可自动接收北京时间，设置点火时间，并输出控制信号；如时统信号中途中断，应具备自守时功能，输出控制信号；

高精度：它以B码时统信号作为点火发射的时间基准，为发控台提供精度高于10ms的控制信号，提高了运载火箭的入轨精度，为零窗口发射创造了条件；

高可靠性：装置采用三冗余的电路结构形式，三块单元板能同时接收B码信号、解码以及输出点火信号，当某个时间源出现故障时，单元板能够自保持不影响系统正常工作，并经过三取二判决后输出，确保了向发控台提供倒计时以及点火信号的可靠性。两电源冗余设计，工作的两电源，其中一电源掉电或电源故障引起输出功率不足时，另一电源保持输出，并可热插拔更换故障电源。模块间的连接以及设备与发控台信号连接采用双点双线设计，避免连接可能出现的失效问题。采用增加判决条件和多次判决的方法检测外部电平变化，具有较好的抗干扰性；

故障可检测：具有上电自检功能，以及状态检测功能。设备上电工作后，系统进行自检，并实时显示自检结果；工作过程中实时监测各单元板工作状态(如B码源状态，各类时间信息等)，出现故障时有适当的应急措施并能够迅速恢复系统功能(如单元板时间能够在B码无效时自保持显示，支持手动模式工作，电源板热备并支持热拔插等)；

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

包括主机分系统、显示控制分系统，主机分系统设置于外部标准机柜或工作台中，显示控制分系统设置于外部工作台上，所述显示控制分系统提供对运载火箭点火状态的状态监视信息，通过主机分系统对运载火箭点火状态进行控制，所述主机分系统采用CPCI标准架构设置，与发控台进行信息及指令交互。

2.根据权利要求1所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述主机分系统包括B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、冗余热备份电源、主机箱，B码单元模块、三取二判决模块、标准单板CPU模块、冗余热备份电源均以插卡形式设置于主机箱的主板上，并固定连接，所述主机箱为4U标准机箱。

3.根据权利要求2所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述主机分系统中：

B码单元模块接收外部B码DC信号及AC信号进行解码，同时接收标准单板CPU模块下发的手动时间、点火时刻、倒计时时间信息，根据接收信息及解码所得信息，输出倒计时一控制信号、倒计时二控制信号、0S点火控制信号，并在无外部时间源情况下自动守时；

所述B码单元模块数量为3个。

4.根据权利要求3所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述主机分系统中：

三取二判决模块对三个B码单元模块输出的控制信号A、控制信号B、控制信号C进行三取二判决，并向发控台输出判决后信号，通过与发控台接口直接连接接收发控台发送的反馈信号并以中断形式发送至标准单板CPU模块；

正常工作情况下，各B码单元模块输出时间信息相同，输出的控制信号相同，三取二判决后正常发出控制信号；若任意两个B码单元模块输出时间信息相同，输出的控制信号相同，根据三取二判决输出时间信息相同的B码单元模块的控制信号；若各B码单元模块输出时间信息及输出的控制信号均不相同，不进行输出。

5.根据权利要求4所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述主机分系统中：

冗余热备份电源为各模块提供冗余电源，采用双电源供电，正常工作情况下双电源同时输出并冗余备份，当任一电源故障时，通过热插拔更换故障电源。

6.根据权利要求5所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述主机分系统中：

标准单板CPU模块接收显示控制分系统中各显示单元输出的北京时间及倒计时时间，并接收经过三取二判决模块输出的系统北京时间、倒计时时间、点火时刻信息，进行时间源选择，并进行手动时间、点火时刻的设置，将所得信息同时发送至各B码单元模块，将标准单板CPU模块的启动时间、各单元板控制信号发出时刻、三取二判决后的系统输出的控制信号输出时刻、反馈信号到达时刻、火时刻变化、手动时间设置、启动测试时间、停止测试时间、退出记录到日志文件中。

7.根据权利要求6所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述B码单元模块以FPGA单元为核心，接收标准单板CPU模块发送的点火时刻信息发送至FPGA单元，接收FPGA单元处理后的系统时间、倒计时信息，并反馈至标准单板CPU模块，同时输出至三取二判决模块。

8.根据权利要求7所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述三取二判决模块接收标准单板CPU模块、B码单元模块发送的倒计时信息，并向三取二判决模块发送接收的数据，将三取二判决模块返送的反馈信息发送至标准单板CPU模块。

9.根据权利要求8所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述FPGA单元处理后的系统时间通过三取二判决模块，接收各B码单元模块的秒中断、10Hz中断、北京时间、倒计时时间，比较10Hz中断时各单元的北京时间是否一致，选择北京时间一致的两个B码单元模块的北京时间作为系统时间。

10.根据权利要求9所述的一种运载火箭自动点火控制系统，其特征在于：

所述控制信号A、控制信号B、控制信号C分别为：B码单元模块一、B码单元模块二、B码单元模块三发出的控制信号；

各B码单元模块发出的控制信号均为三种，包括倒倒计时一控制信号、倒计时二控制信号、0S点火控制信号。

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