航天器用通用离线检测装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010329176.7 (22)申请日 2020.04.23 (71)申请人 北京空间技术研制试验中心 地址 100094 北京市海淀区友谊路104号院 (72)发明人 李皖玲刘晓鹏崔伟光张天湘 梁吴迪武雯 (74)专利代理机构 北京谨诚君睿知识产权代理 事 务 所( 特 殊 普 通 合 伙 ) 11538 代理人 陆鑫延慧 (51)Int.Cl. G05B 23/02(2006.01) B64G 1/66(2006.01) B64G 1/22(2006.01) (54)发。

2、明名称 航天器用通用离线检测装置 (57)摘要 本发明涉及一种航天器用通用离线检测装 置， 包括： 供电模块， 用于与航天器供配电系统相 连， 实现对整个在轨离线检测单元和被检测设备 的供电； CPCI总线背板， 实现在轨离线检测单元 各个模块的插接、 数据传输和同步触发功能； 离 线检测主控板， 用于整个离线检测中各模块及测 试板卡之间的协同、 调度， 实现各个模块与测试 板卡间的数据交换及控制； 模拟量输出及采集测 试板卡， 对被测设备的AD功能进行测试， 采集被 测设备模拟量； 1553B总线测试板卡， 与被测设备 进行1553B总线通讯， 能够模拟BC和RT功能； 指令 发送及检测测试。

3、板卡， 通过计算机控制指令输出 至被测设备， 识别被测设备发出的指令幅值、 脉 冲宽度、 驱动能力是否满足要求。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 111506044 A 2020.08.07 CN 111506044 A 1.一种航天器用通用离线检测装置， 其特征在于， 包括： 供电模块， 用于与航天器供配电系统相连， 实现对整个在轨离线检测单元和被检测设 备的供电； CPCI总线背板， 实现在轨离线检测单元各个模块的插接、 数据传输和同步触发功能； 离线检测主控板， 用于整个离线检测中各模块及测试板卡之间的协同、 调度， 实现各个 模块与测试板卡间的数据交换及控制； 模拟量输出及。

4、采集测试板卡， 对被测设备的AD功能进行测试， 采集被测设备模拟量； 1553B总线测试板卡， 与被测设备进行1553B总线通讯， 能够模拟BC和RT功能； 指令发送及检测测试板卡， 通过计算机控制指令输出至被测设备， 识别被测设备发出 的指令幅值、 脉冲宽度、 驱动能力是否满足要求。 2.根据权利要求1所述的航天器用通用离线检测装置， 其特征在于， 所述供电模块具有 供电接口保护功能， 其为100V转12V和5VDC/DC模块。 3.根据权利要求1所述的航天器用通用离线检测装置， 其特征在于， 所述CPCI总线背板 提供12V和5V供电的节点定义。 4.根据权利要求1所述的航天器用通用离线检。

5、测装置， 其特征在于， 所述模拟量输出及 采集测试板卡对被测设备的AD功能进行测试， 设置相应的模拟量， 路数为32路， 输出范围为 0V5.2V， 精度为2.5mv； 采集被测设备模拟量， 路数为64路单端/32路双端， 输出范围为0V5.2V， 精度为 2.5mv。 5.根据权利要求1所述的航天器用通用离线检测装置， 其特征在于， 所述1553B总线测 试板卡可设置为MT模式， A B两路总线。 6.根据权利要求1所述的航天器用通用离线检测装置， 其特征在于， 所述指令发送及检 测测试板卡通过计算机控制指令输出至被测设备， 输出为32路OC指令， 指令幅值28V， 驱动 电流200MA； 。

6、识别被测设备发出的指令幅值、 脉冲宽度、 驱动能力是否满足要求， 精度1ms。 7.根据权利要求1所述的航天器用通用离线检测装置， 其特征在于， 所述供电模块为被 测设备内部提供电源的电源变换和为被测设备提供电源的加断电功能， 其包括供电电路、 电源变换电路及控制电路； 所述电源变换电路由滤波器和电源模块组成； 所述电源模块上多个DC/DC模块变换后的二次电源地直接连接。 8.根据权利要求1所述的航天器用通用离线检测装置， 其特征在于， 还包括设置在计算 机系统中根据用户配置适应不同ORU的测试任务的离线检测控制软件； 以及运行在所述离 线检测主控板内， 实现对离线检测装置硬件接口的配置和管理。

7、的离线检测接口软件； 所述离线检测控制软件与所述离线检测接口软件进行通信， 将数据和检测结果显示给 航天员； 所述离线检测接口软件接收所述离线检测控制软件指令信息， 发送激励数据给测试板 卡， 驱动相应的测试板卡完成百兆以太网口、 千兆以太网口、 1553B通信、 OC门指令发送和接 收、 模拟量采集等功能检测， 并将检测到的信息传送给控制软件， 以完成测试结果反馈。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111506044 A 2 航天器用通用离线检测装置 技术领域 0001 本发明涉及航天技术领域， 尤其涉及一种航天器用通用离线检测装置。 背景技术 0002 随着载人航天器技术逐步成熟和发展，。

8、 航天器规模越来越大， 长寿命要求也越来 越高， 需要航天员在轨参与重要设备的故障检测， 以维持飞行器长寿命、 高可靠性。 0003 在轨离线检测是一项系统工程， 即产品在检测出故障后， 为维持整个飞行器的主 要功能和任务， 确保系统及航天员安全， 需要将设备从系统中隔离出来， 设置为离线检测模 式， 采用专用离线检测装置对设备进行故障定位测试， 进一步检查和确认故障原因并检查 维修后的功能恢复情况， 已达到一方面确保系统的安全， 不因维修作业影响整个飞行器的 主要功能和任务； 另一方面也需要确保航天员的安全， 并支持航天员在轨维修测试作业可 实现。 同时， 因大型长寿命航天器需要在轨完成可维。

9、修设备更换， 需要离线检测设备实施在 轨维修备件装系统前的信息接口测试验证。 因此， 需要一种航天器用飞行器在轨离线检测 装置完成以上需求。 发明内容 0004 本发明的目的在于解决上述问题， 提供一种航天器用通用离线检测装置。 0005 为实现上述发明目的， 本发明提供一种航天器用通用离线检测装置， 包括： 0006 供电模块， 用于与航天器供配电系统相连， 实现对整个在轨离线检测单元和被检 测设备的供电； 0007 CPCI总线背板， 实现在轨离线检测单元各个模块的插接、 数据传输和同步触发功 能； 0008 离线检测主控板， 用于整个离线检测中各模块及测试板卡之间的协同、 调度， 实现 。

10、各个模块与测试板卡间的数据交换及控制； 0009 模拟量输出及采集测试板卡， 对被测设备的AD功能进行测试， 采集被测设备模拟 量； 0010 1553B总线测试板卡， 与被测设备进行1553B总线通讯， 能够模拟BC和RT功能； 0011 指令发送及检测测试板卡， 通过计算机控制指令输出至被测设备， 识别被测设备 发出的指令幅值、 脉冲宽度、 驱动能力是否满足要求。 0012 根据本发明的一个方面， 所述供电模块具有供电接口保护功能， 其为100V转12V 和5VDC/DC模块。 0013 根据本发明的一个方面， 所述CPCI总线背板提供12V和5V供电的节点定义。 0014 根据本发明的一。

11、个方面， 所述模拟量输出及采集测试板卡对被测设备的AD功能进 行测试， 设置相应的模拟量， 路数为32路， 输出范围为0V5.2V， 精度为2.5mv； 0015 采集被测设备模拟量， 路数为64路单端/32路双端， 输出范围为0V5.2V， 精度为 2.5mv。 说明书 1/4 页 3 CN 111506044 A 3 0016 根据本发明的一个方面， 所述1553B总线测试板卡可设置为MT模式， A B两路总线。 0017 根据本发明的一个方面， 所述指令发送及检测测试板卡通过计算机控制指令输出 至被测设备， 输出为32路OC指令， 指令幅值28V， 驱动电流200MA； 0018 识别被。

12、测设备发出的指令幅值、 脉冲宽度、 驱动能力是否满足要求， 精度1ms。 0019 根据本发明的一个方面， 所述供电模块为被测设备内部提供电源的电源变换和为 被测设备提供电源的加断电功能， 其包括供电电路、 电源变换电路及控制电路； 0020 所述电源变换电路由滤波器和电源模块组成； 0021 所述电源模块上多个DC/DC模块变换后的二次电源地直接连接。 0022 根据本发明的一个方面， 还包括设置在计算机系统中根据用户配置适应不同ORU 的测试任务的离线检测控制软件； 以及运行在所述离线检测主控板内， 实现对离线检测装 置硬件接口的配置和管理的离线检测接口软件； 0023 所述离线检测控制软。

13、件与所述离线检测接口软件进行通信， 将数据和检测结果显 示给航天员； 0024 所述离线检测接口软件接收所述离线检测控制软件指令信息， 发送激励数据给测 试板卡， 驱动相应的测试板卡完成百兆以太网口、 千兆以太网口、 1553B通信、 OC门指令发送 和接收、 模拟量采集等功能检测， 并将检测到的信息传送给控制软件， 以完成测试结果反 馈。 0025 根据本发明的通用离线检测装置， 实现现有的航天器在轨故障设备故障原因的进 一步检查、 定位并检查维修后功能恢复情况， 并完成在轨维修备件装系统前的信息接口测 试验证。 0026 本发明将成熟的民用测试板卡引入宇航产品设计， 提升了系统研制能力及生。

14、产效 率， 降低了研制成本， 缩短了开发周期。 0027 本发明可实现在轨对航天器上故障设备的故障原因， 开展进一步检查、 定位并检 查维修后功能恢复情况， 并完成在轨维修备件装系统前的信息接口测试验证。 附图说明 0028 图1示意性表示根据本发明的航天器用通用离线检测装置结构关系图； 0029 图2为电源模块组成框图； 0030 图3为通用离线检测装置接地关系图； 0031 图4示意性表示根据本发明的航天器用通用离线检测装置连接关系图； 0032 图5示意性表示根据本发明的航天器用通用离线检测装置空间站在轨离线检测工 作程序图； 0033 图6示意性表示根据本发明的离线检测装置设备原理图。。

15、 具体实施方式 0034 为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案， 下面将对实施方式 中所需要使用的附图作简单地介绍。 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施方式， 对于本领域普通技术人员而言， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些 附图获得其他的附图。 说明书 2/4 页 4 CN 111506044 A 4 0035 在针对本发明的实施方式进行描述时， 术语 “纵向” 、“横向” 、“上” 、“下” 、“前” 、 “后” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、“水平” 、“顶” 、“底”“内” 、“外” 所表达的方位或位置关系是基于相 关附图所示的方位或位。

16、置关系， 其仅是为了便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗 示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此上述术语不能 理解为对本发明的限制。 0036 下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述， 实施方式不能在此一一赘 述， 但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。 0037 图1示意性表示根据本发明的航天器用通用离线检测装置结构关系图。 如图1所 示， 根据本发明的航天器用通用离线检测装置， 包括： 0038 供电模块， 用于与航天器供配电系统相连， 实现对整个在轨离线检测单元和被检 测设备的供电； 0039 CPCI总线背板， 实现在轨离线检测单元。

17、各个模块的插接、 数据传输和同步触发功 能； 0040 离线检测主控板， 用于整个离线检测中各模块及测试板卡之间的协同、 调度， 实现 各个模块与测试板卡间的数据交换及控制； 0041 模拟量输出及采集测试板卡， 对被测设备的AD功能进行测试， 采集被测设备模拟 量； 0042 1553B总线测试板卡， 与被测设备进行1553B总线通讯， 能够模拟BC和RT功能； 0043 指令发送及检测测试板卡， 通过计算机控制指令输出至被测设备， 识别被测设备 发出的指令幅值、 脉冲宽度、 驱动能力是否满足要求。 0044 在本发明中， 离线检测装置采用CPCI标准机箱， 机箱选用的是8槽， 一个系统槽，。

18、 其 他所有的卡槽都可以通用， 一个机箱内部可以进行扩展， 如果以后功能扩展超出一个机箱 的范围， 则可以通过网络交换机， 可以通过网线实现机箱互联。 内部有背板， 功能板卡可以 插在背板槽中， 前面板走线， 后面板供电与接地。 0045 根据本发明的一种实施方式， 供电模块具有供电接口保护功能， 实现电源隔离与 保护， 如果在轨离线检测单元供电发生短路， 能够及时切断上级供电通路， 不会对整个飞行 器造成损失。 采用100V转12V和5VDC/DC模块， 用于在轨离线检测单元内部模块和对被检 测设备的供电。 0046 在本实施方式中， CPCI总线背板提供12V和5V供电的节点定义。 004。

19、7 模拟量输出及采集测试板卡对被测设备的AD功能进行测试， 设置相应的模拟量， 路数为32路， 输出范围为0V5.2V， 精度为2.5mv； 0048 采集被测设备模拟量， 路数为64路单端/32路双端， 输出范围为0V5.2V， 精度为 2.5mv。 0049 1553B总线测试板卡可设置为MT模式， A B两路总线。 0050 指令发送及检测测试板卡通过计算机控制指令输出至被测设备， 输出为32路OC指 令， 指令幅值28V， 驱动电流200MA； 0051 识别被测设备发出的指令幅值、 脉冲宽度、 驱动能力是否满足要求， 精度1ms。 0052 在本实施方式中， 供电模块为被测设备内部提。

20、供电源的电源变换和为被测设备提 供电源的加断电功能， 其包括供电电路、 电源变换电路及控制电路； 说明书 3/4 页 5 CN 111506044 A 5 0053 电源变换电路由滤波器和电源模块组成； 0054 电源模块上多个DC/DC模块变换后的二次电源地直接连接。 电源模块组成框图如 图2所示。 0055 通用离线检测装置为飞行器一次母线的直接用户， 内部接地需要满足飞行器接地 规范。 需要保证一次地与二次的的完全隔离、 一次地二次地与机壳的完全隔离。 电源模块上 多个DC/DC模块变换后的二次电源地直接连接， 装置内部各模块都采用二次电源地， 并与一 次地和机壳地隔离。 接地关系如同3。

21、所示。 0056 在本实施方式中， 根据本发明的航天器用通用离线检测装置， 还包括设置在计算 机系统中根据用户配置适应不同ORU的测试任务的离线检测控制软件； 以及运行在所述离 线检测主控板内， 实现对离线检测装置硬件接口的配置和管理的离线检测接口软件； 0057 离线检测控制软件与所述离线检测接口软件进行通信， 将数据和检测结果显示给 航天员； 0058 离线检测接口软件接收所述离线检测控制软件指令信息， 发送激励数据给测试板 卡， 驱动相应的测试板卡完成百兆以太网口、 千兆以太网口、 1553B通信、 OC门指令发送和接 收、 模拟量采集等功能检测， 并将检测到的信息传送给控制软件， 以完。

22、成测试结果反馈。 0059 在本发明中， 考虑到民用测试技术发展迅猛， 测试板卡多采用先进技术， 往往重 量、 体积更小， 价格更低且测试充分， 因此测试板卡可根据被测设备需求， 选择商用成熟货 架产品。 0060 图4示意性表示根据本发明的航天器用通用离线检测装置连接关系图。 0061 图5示意性表示根据本发明的航天器用通用离线检测装置空间站在轨离线检测工 作程序图。 0062 图6示意性表示根据本发明的离线检测装置设备原理图。 0063 根据本发明的以上设置， 实现现有的航天器在轨故障设备故障原因的进一步检 查、 定位并检查维修后功能恢复情况， 并完成在轨维修备件装系统前的信息接口测试验证。

23、。 0064 本发明将成熟的民用测试板卡引入宇航产品设计， 提升了系统研制能力及生产效 率， 降低了研制成本， 缩短乐开发周期。 0065 本发明可实现在轨对航天器上故障设备的故障原因， 开展进一步检查、 定位并检 查维修后功能恢复情况， 并完成在轨维修备件装系统前的信息接口测试验证。 0066 上述内容仅为本发明的具体方案的例子， 对于其中未详尽描述的设备和结构， 应 当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。 0067 以上所述仅为本发明的一个方案而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技术 人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 111506044 A 6 图1 图2 说明书附图 1/5 页 7 CN 111506044 A 7 图3 说明书附图 2/5 页 8 CN 111506044 A 8 图4 说明书附图 3/5 页 9 CN 111506044 A 9 图5 说明书附图 4/5 页 10 CN 111506044 A 10 图6 说明书附图 5/5 页 11 CN 111506044 A 11 。