基于1553b總線數(shù)據(jù)的火箭姿態(tài)控制回環(huán)系數(shù)判讀方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)試驗(yàn)與測試技術(shù)領(lǐng)域，具體地，設(shè)及基于1553B總 線數(shù)據(jù)的火箭姿態(tài)控制回環(huán)系數(shù)判讀方法。
【背景技術(shù)】
[0002] MIL-STD-1553B總線是在70年代末為適應(yīng)飛機(jī)的發(fā)展由美國提出的飛機(jī)內(nèi)部電 子系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)中。由于它的高可靠性、靈活性，逐漸在運(yùn)載火箭、 航天飛機(jī)、衛(wèi)星、空間站等有高可靠性要求的民用設(shè)施等系統(tǒng)中得到運(yùn)用。
[0003] 運(yùn)載火箭姿控系統(tǒng)在部分飛行階段采用了非線性控制，現(xiàn)有運(yùn)載火箭在對非線性 控制中的回環(huán)系數(shù)進(jìn)行測試測試時(shí)，主要通過從慣性測量單元入口施加模擬信號作為激勵(lì) 信號，通過非線性控制網(wǎng)絡(luò)控制噴管動(dòng)作，記錄噴管開關(guān)時(shí)施加的激勵(lì)信號的電壓值，計(jì)算 關(guān)、開電壓的比值來判斷回環(huán)系數(shù)是否合格。由于激勵(lì)信號變化范圍大，同時(shí)采集的噴管動(dòng) 作時(shí)間點(diǎn)與激勵(lì)信號的電壓不同步，存在回環(huán)系數(shù)計(jì)算誤差偏大，計(jì)算精度低的弊病。
[0004] 新一代運(yùn)載火箭采用基于1553B總線的數(shù)字通信控制方式，非線性控制的輸入輸 出信號均通過1553B總線進(jìn)行傳輸。輸入信號為姿態(tài)角信號，該信號由箭載計(jì)算機(jī)計(jì)算完 成后包含于姿態(tài)角消息中；輸出為噴管的數(shù)字動(dòng)作狀態(tài)（1、〇、-1分別表示噴管的正開、關(guān)、 負(fù)開），該信號由箭載計(jì)算機(jī)發(fā)往執(zhí)行噴管動(dòng)作的RT單元，包含于噴管控制消息中。由于 RT的異常或傳輸異常等原因，總線數(shù)據(jù)中可能會存在錯(cuò)誤的隨機(jī)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致在計(jì)算回環(huán)系 數(shù)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于1553B總線數(shù)據(jù)的火箭姿 態(tài)控制回環(huán)系數(shù)判讀方法。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明提供的基于1553B總線數(shù)據(jù)的火箭姿態(tài)控制回環(huán)系數(shù)判讀方法，包括 如下步驟：
[0007] 步驟1 :對1553B的原始總線數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選處理，提取有效的1553B總線數(shù)據(jù)；
[0008] 步驟2 :從有效的1553B總線數(shù)據(jù)中提取姿控噴管開關(guān)的時(shí)間點(diǎn)；
[0009] 步驟3 :從姿態(tài)角信息總線數(shù)據(jù)中，查找姿控噴管控制信號值突跳點(diǎn)的姿態(tài)角信 息，并計(jì)算姿控噴管開關(guān)口限；
[0010] 步驟4 :計(jì)算姿控回環(huán)系數(shù)，并判讀回環(huán)系數(shù)的正確性。
[0011] 優(yōu)選地，所述步驟1包括：
[0012] 步驟1. 1 :根據(jù)1553B總線消息中的塊狀態(tài)字剔除掉1553B總線中的無效數(shù)據(jù)；
[0013] 步驟1. 2 :計(jì)算姿控噴管控制信號的CRC值，當(dāng)計(jì)算得到的CRC值與1553B總線消 息中自帶的CRC不一致時(shí)，則將該條總線數(shù)據(jù)剔除。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟2包括：從有效的1553B總線數(shù)據(jù)中提取姿控噴管開關(guān)的時(shí)間 點(diǎn)，并記錄下姿控噴管控制信號的突跳點(diǎn)的時(shí)間值；其中，所述突跳點(diǎn)包括：
[0015] -姿控噴管控制信號值從0變?yōu)镮的時(shí)刻，即姿控噴管控制信號正開時(shí)間點(diǎn)；
[0016] -姿控噴管控制信號值從1變?yōu)?的時(shí)刻，即姿控噴管控制信號正關(guān)時(shí)間點(diǎn)；
[0017] -姿控噴管控制信號值從0變?yōu)?1的時(shí)刻，即姿控噴管控制信號負(fù)開時(shí)間點(diǎn)；
[0018] -姿控噴管控制信號值從-1變?yōu)?的時(shí)刻，即姿控噴管控制信號負(fù)關(guān)時(shí)間點(diǎn)。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟3包括：
[0020] 步驟3. 1 :從姿態(tài)角信息總線數(shù)據(jù)中，查找姿控噴管控制信號值突跳點(diǎn)的姿態(tài)角 信息；當(dāng)姿控噴管控制信號值在姿態(tài)角信息總線數(shù)據(jù)中無準(zhǔn)確對應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)時(shí)，利用差值 法計(jì)算姿態(tài)角信息，計(jì)算公式如下：
[0021] ?('",)二[0(/")-a(/" ,)]山-三心-丄+ a。"；）；
[0022] 式中：a(tm)表示在tm時(shí)刻姿控噴管控制信號的姿態(tài)角信息，tm表示姿控噴管控 制信號的突跳點(diǎn)的時(shí)間值，t。為姿態(tài)角消息中大于tm且離tm最近的時(shí)間點(diǎn)，為姿態(tài)角 消息中小于tm且離tm最近的時(shí)間點(diǎn)，a(t。）表示在t。時(shí)刻姿控噴管控制信號的姿態(tài)角信 息，a(t。1)表示在t。1時(shí)刻姿控噴管控制信號的姿態(tài)角信息；
[002引步驟3. 2 :根據(jù)姿態(tài)角信息，采用插值法計(jì)算開關(guān)口限；其中所述開關(guān)口限包括： [0024]-姿控噴管控制信號正開時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的正開口限；
[00巧]-姿控噴管控制信號正關(guān)時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的正關(guān)口限；
[00%]-姿控噴管控制信號負(fù)開時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的負(fù)開口限；
[0027] -姿控噴管控制信號負(fù)關(guān)時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的負(fù)關(guān)口限。
[0028] 優(yōu)選地，所述步驟4包括：
[0029] 步驟4. 1 :根據(jù)姿控噴管控制信號的開關(guān)口限計(jì)算姿控回環(huán)系數(shù)，計(jì)算公式如下： 陽030] m+=a(tg+)/a(tk+); 陽的。m=曰（tB) / 曰（tk);
[0032] 式中：a(tg+)表示姿控噴管控制信號正關(guān)時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的正關(guān)口限，a(tj表示姿 控噴管控制信號正開時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的正開口限，a(tg)表示姿控噴管控制信號負(fù)關(guān)時(shí)間點(diǎn)對 應(yīng)的負(fù)關(guān)口限，a(tk)表示姿控噴管控制信號負(fù)開時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的負(fù)開口限；m+表示姿控正 回環(huán)系數(shù)，m表示姿控負(fù)回環(huán)系數(shù)，tg,表示姿控噴管控制信號值從1變?yōu)?的時(shí)刻，tk,表 示姿控噴管控制信號值從0變?yōu)?的時(shí)刻，tg表示姿控噴管控制信號值從-1變?yōu)?的時(shí) 亥IJ，tk表示姿控噴管控制信號值從-1變?yōu)?的時(shí)刻；
[0033] 步驟4. 2 :將姿控正回環(huán)系數(shù)、姿控負(fù)回環(huán)系數(shù)與火箭姿控系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)使用的 回環(huán)系數(shù)進(jìn)行對比，當(dāng)其偏差小于5%，則認(rèn)為姿控回環(huán)系數(shù)合格；當(dāng)姿控正回環(huán)系數(shù)、姿 控負(fù)回環(huán)系數(shù)與實(shí)際使用的回環(huán)系數(shù)的偏差大于5%，則認(rèn)為姿控回環(huán)系數(shù)不合格；從而 判讀出回環(huán)系數(shù)是否正確。
[0034] 優(yōu)選地，姿控噴管控制信號與姿態(tài)角信息采用同一時(shí)間源。
[0035] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0036] 1、本法明提供的基于1553B總線數(shù)據(jù)的火箭姿態(tài)控制回環(huán)系數(shù)判讀方法解決了 基于1553B總線通信的火箭姿態(tài)控制回環(huán)系數(shù)測試正確性判讀的問題，能夠快速準(zhǔn)確定位 噴管開、關(guān)的時(shí)間點(diǎn)，并計(jì)算推導(dǎo)該時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的輸入信號，完成回環(huán)系數(shù)值計(jì)算，并與標(biāo) 準(zhǔn)值進(jìn)行對比，判讀計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值的正確性。
[0037] 2、本法明提供的基于1553B總線數(shù)據(jù)的火箭姿態(tài)控制回環(huán)系數(shù)判讀方法通過 1553B總線消息中的塊狀態(tài)字及CRC值可判斷消息內(nèi)容自身的正確性，剔除錯(cuò)誤的隨機(jī)數(shù) 據(jù)，保證數(shù)據(jù)的有效性，防止誤判。
[0038] 3、本法明提供的基于1553B總線數(shù)據(jù)的火箭姿態(tài)控制回環(huán)系數(shù)判讀方法中姿態(tài) 角信息及態(tài)控噴管控制信號中的時(shí)間均為箭機(jī)的時(shí)間，為同一時(shí)間源使得查找開關(guān)口限的 結(jié)果更加真實(shí)、準(zhǔn)確。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。W下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不W任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)。運(yùn)些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明提供的基于1553B總線數(shù)據(jù)的火箭姿態(tài)控制回環(huán)系數(shù)判讀方法，包括 如下步驟：
[0041] 步驟1 :對1553B的原始總線數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選處理，提取有效的1553B總線數(shù)據(jù)；
[0042] 步驟2 :從有效的1553B總線數(shù)據(jù)中提取姿控噴管開關(guān)的時(shí)間點(diǎn)；
[0043] 步驟3 :從姿態(tài)角信息總線數(shù)據(jù)中，查找姿控噴管控制信號值突跳點(diǎn)的姿態(tài)角信 息，并計(jì)算姿控噴管開關(guān)口限；
[0044] 步驟4 :計(jì)算姿控回環(huán)系數(shù)，并判讀回環(huán)系數(shù)的正確性。
[0045] 優(yōu)選地，所述步驟1包括：
[0046] 步驟1. 1 :根據(jù)1553B總線消息中的塊狀態(tài)字剔除掉1553B總線中的無效數(shù)據(jù)；
[0047] 步驟1. 2 :計(jì)算姿控噴管控制信號的CRC值，當(dāng)計(jì)算得到的CRC值與1553B總線消 息中自帶的CRC不一致時(shí)，則將該條總線數(shù)據(jù)剔除。 W48] 具體地，使用1553B消息塊狀態(tài)字和CRC校驗(yàn)值相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選處理。 剔除系統(tǒng)上電、下電過程中的無效總線數(shù)據(jù)，剔除傳輸過程中不正確的數(shù)據(jù)，獲取有效的姿 控噴管控制信息總線數(shù)據(jù)、姿態(tài)角信息總線數(shù)據(jù)?？偩€消息中的塊狀態(tài)字為16位數(shù)據(jù)，其 中的D0、D9、D12位為1表示傳輸有誤，若消息中該=位有任何一位為1，則將該條總線數(shù)據(jù) 剔除；計(jì)算姿控噴管控制消息的CRC值，若計(jì)算得到的CRC值與消息中自帶的CRC不一致的 情況，說明消息有誤，則將此數(shù)據(jù)剔除。
[0049] 更進(jìn)一步地，如消息塊狀態(tài)字為0x9400,轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)為1001010000000000， 其中DO、D9為0,但D12位為1，表示該條數(shù)據(jù)有誤，故將此條1553B總線數(shù)據(jù)剔除。計(jì)算 姿控噴管控制信號的CRC值，若計(jì)算得到的CRC值與信號中自帶的CRC不一致，說明消息有 誤，則將此總線數(shù)據(jù)剔除。姿控噴管控制信號中最后一個(gè)字為該條消息的CRC值，該CRC值 從消息的第一個(gè)字開始計(jì)算CRC，至倒數(shù)第二個(gè)字結(jié)束，判斷計(jì)算的CRC值與消息中的CRC 值是否一致。
[0050] 優(yōu)選地，所述步驟2包括：從有效的1553B總線數(shù)據(jù)中提取姿控噴管開關(guān)的時(shí)間 點(diǎn)，并記錄下姿控噴管控制信號的突跳點(diǎn)的時(shí)間值；其中，所述突跳點(diǎn)包括：
[0051] -姿控噴管控制信號值從0變?yōu)?的時(shí)刻，即姿控噴管控制信號正開時(shí)間點(diǎn)；
[0052] -姿控噴管控制信號值從1變?yōu)?的時(shí)刻，即姿控噴管控制信號正關(guān)時(shí)間點(diǎn)；
[0053] -姿控噴管控制信號值從0變?yōu)?I的時(shí)刻，即姿控噴管控制信號負(fù)開時(shí)間點(diǎn)；
[0054] -姿控噴管控制