空间科学实验通用地面检测系统研制

分析了地面检测设备在空间有效载荷研制过程中的作用,提出一种用于对多种空间微重力科学实验设备(载荷)进行地面测试的通用地面检测设备设计方法.通过载荷特性分析,对载荷中的控制对象进行分类.针对不同控制对象使用不同的操作进行控制.将载荷实验过程分解为一系列固定时刻执行的操作,通过配置静态配置表、动作配置表和动态配置表,实现对载荷实验过程的控制.地面检测设备由计算机、电源和RS422通信接口构成.针对不同载荷,使用规格一致的电缆和通信接口,保证地面监测设备的通用性.地面检测设备配合多功能炉、骨髓培养箱、辐射基因箱、煤燃烧箱、蒸发对流箱、导线特性箱及胶体材料箱7台载荷开展研制工作,在各载荷试验参数确定、空间试验流程确定、设备性能测试、环境模拟实验、电磁兼容实验、地面匹配实验以及载荷设备验收等过程中发挥了重要作用.

基于FPGA的三自由度精密激光转台控制系统

为了实时监控大型高海拔宇宙线观测站内激光在大气中传输衰减特性,设计一个精密激光转台向站内不同探测器指定方向发射激光脉冲。系统采用Actel FPGA为主控制器,A3977驱动两相混合式步进电机工作,TR绝对值编码器反馈3个方向上的角度数据,实现闭环控制,并将FPGA通过RS422接至本地PC,再接入互联网即可与远程控制端进行通信。最终实现激光转台每个方向均小于0.01°误差的精确定位,且能通过互联网实现远程控制。

基于单片机和FPGA的空间材料高温炉控制系统

空间材料高温炉是进行空间材料科学实验的重要实验设备。为满足空间材料科学实验过程对控制系统的需求,探讨一种基于单片机+FPGA构架的空间材料高温加热炉控制系统,此架构可以充分发挥单片机与FPGA各自的优势,实现A/D转换、PWM输出、PID控制算法、工艺曲线存储、EDAC(Error Detection And Correction)检错纠错和双串口通讯功能。实际结果表明,当控制设定温度为880℃时,控制精度可优于±0.5℃。

LHAASO-WCDA超声波测距系统的设计与实现

针对大型高海拔空气簇射观测站水基切伦科夫探测阵列测距系统,提出了一种基于超声波测距技术的测距系统,并完成软硬件设计。该系统的下位机以LVCN318和PLC为核心,主要完成数据的采集与处理,上位机部分基于OPC技术,实现上位机与PLC的通信以及数据的显示与存储。基于该系统分别进行了障碍物测距与液位测量实验,实验研究表明,液位测量与障碍物距离测量的误差皆小于11mm,在LVCN318的误差范围内,为水基切伦科夫探测阵列测距系统的设计与研制奠定了基础。

基于单片机的模拟信号自动追踪控制器

模拟信号自动追踪控制器是空间科学实验载荷研制过程中必不可少的地面测试器.在地面检测、匹配实验、验收测试各项试验中,发挥着至关重要的作用。它跟踪的对象可以是温度、压力、流量等连续变化的模拟量,也可以是代表某些状态特性的开关量信号[1]。为了保证空间科学实验载荷与其它设备对接前,工作状态、控制过程、信号输出等各方面性能指标均满足任务要求,提出了一种基于单片机的模拟量遥测控制系统。系统采用单片机作为主控制器,实现了模拟信号的自动追踪和采集、工艺曲线存储及动态显示、双路串口通讯、数据库管理等功能。实际应用表明,该系统具有操作简便、测试准确的特点,达到了设计要求。

空间多功能材料合成炉地面控制系统的设计与实现

本文所实现的地面控制系统是空间多功能材料合成炉地面实验的重要组成部分。为解决地面实验过程中修改实验流程复杂的问题,本地面控制系统提出了一种实验流程可配置的控制方法,通过修改配置信息即可简单快捷地更换实验流程。实验结果表明,本地面控制系统能够精确地完成多功能炉的控制流程。

基于串口服务器的模拟量自动标定系统设计

针对卫星载荷控制器的多通道模拟量信号标定的复杂性与远距离操作成本等问题,本文提出了一种基于串口服务器的控制器模拟量自动标定系统。实验结果表明,该标定系统能够按照设计标定流程自动执行,通过数据注入,可以实现自动标定流程的实时修改。利用上位机软件实时采集待标定信号,通过最小二乘算法自动计算出控制器数字量与实际输入电压模拟信号的线性拟合系数—K、B系数。并结合实际输入信号对标定后的计算结果进行精度校验,控制标定相对误差不超过1%。