本發(fā)明涉及航天器結(jié)構(gòu)設計技術領域，具體的涉及一種新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)。

背景技術：

近二十年來，伴隨著多芯片模塊技術、高性能復合材料技術、柔性電路連接技術、先進熱控技術等的發(fā)展，航天多功能結(jié)構(gòu)技術破繭而出并快速發(fā)展。該技術將數(shù)據(jù)處理、輻射防護、熱控、蓄電等功能與航天結(jié)構(gòu)有機融合為一體，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、功能和材料的一體化設計，可以消除傳統(tǒng)衛(wèi)星大量的冗余質(zhì)量和體積，有效提高衛(wèi)星的可用空間和有效載荷比，大幅縮短衛(wèi)星的設計和制造周期，并能有效延長衛(wèi)星的壽命。

歐美等發(fā)達國家對多功能結(jié)構(gòu)技術高度重視，進行了一系列基礎研究，部分關鍵技術已經(jīng)進行了空間飛行試驗的演示驗證，例如美國航空航天局、洛克希德·馬丁空間系統(tǒng)公司和美國空軍研究實驗室對結(jié)構(gòu)/電子/熱控/輻射防護高度集成的多功能結(jié)構(gòu)進行了一系列研究，制備出了高度集成的多功能結(jié)構(gòu)。國內(nèi)方面，國防科學技術大學、哈爾濱工業(yè)大學、東南大學等高校也開展了多功能結(jié)構(gòu)技術的概念設計、分析計算、地面試驗和空間飛行試驗等研究。

目前航天多功能結(jié)構(gòu)技術對結(jié)構(gòu)/電池、結(jié)構(gòu)/電子、結(jié)構(gòu)/電纜、結(jié)構(gòu)/熱控、結(jié)構(gòu)/防護等功能的融合均已進行了設計和考慮，相關概念也已提出，但是還沒有對結(jié)構(gòu)與減振功能的融合進行研究，相關的實驗系統(tǒng)也未見報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了現(xiàn)有技術中尚無實驗室環(huán)境下用于在軌裝置演示、充放電和減震功能檢測的設備的技術問題。

本發(fā)明提供了一種新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)，包括：

艙體，用于模擬在軌航天器，艙體內(nèi)設置：

待演示的多功能結(jié)構(gòu)單元，多功能結(jié)構(gòu)單元貼設于艙體的內(nèi)壁上，

地面專檢設備，操作人員通過地面專檢設備完成BMU、DPU和飛輪分別與地面專檢計算機的指令和遙測數(shù)據(jù)傳輸；

BMU，用于對多功能結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的鋰電池進行充/放電控制，并向DPU傳輸電信號；

DPU，用于采集、存儲、處理和傳輸多功能結(jié)構(gòu)單元的工作參數(shù)，并與BMU和多功能結(jié)構(gòu)單元通過電纜進行數(shù)據(jù)交互；

采集卡，用于采集飛輪對多功能結(jié)構(gòu)單元提供加速度后，多功能結(jié)構(gòu)單元產(chǎn)生的加速度信息，并向DPU傳輸多功能結(jié)構(gòu)單元的加速度信息；

飛輪，用于為多功能結(jié)構(gòu)單元提供加速度；

艙體外設置：

地面專檢計算機，用于通過遙測遙控設備與地面專檢設備進行遙測遙控信息交互；

地面監(jiān)控計算機，用于存儲、分析地面專檢計算機輸出的電壓、溫度和加速度數(shù)據(jù)，并通過電纜將所得處理結(jié)果通過投影儀顯示。

進一步地，地面專檢設備包括：

主控電路模塊，用于對模擬量采集模塊、矩陣遙控指令與DR量采集模塊、電源變換及控制模塊、模擬鋰電池輸出電壓模塊和LVDS通信模塊進行控制，主控電路模塊通過RS232接口與用于對多所得結(jié)果進行顯示與數(shù)據(jù)保存的測試計算機進行指令數(shù)據(jù)交互，主控電路模塊與DPU遙測數(shù)據(jù)指令交互；

模擬量采集模塊，用于對輸入的18路模擬量、雙電平量和8路測定多功能結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的電池溫量的接收、通道切換、信號調(diào)理以及采集，受主控電路模塊發(fā)出的選通控制信號控制；

矩陣遙控指令與DR量采集模塊，用于對20路矩陣遙控指令的發(fā)送和10路矩陣式繼電器開關狀態(tài)量的遙測采集，并對BMU和DPU進行驅(qū)動；

電源變換及控制模塊，用于將交流電壓220V轉(zhuǎn)換為100VDC和30VDC輸出，并且通過DC-DC芯片將30V轉(zhuǎn)換為±12V和+5V為地檢專用設備供電；

模擬鋰電池輸出電壓模塊，用于為BMU提供22路多功能結(jié)構(gòu)單元的電池電壓信號；

LVDS通信模塊，用于接收DPU的數(shù)傳數(shù)據(jù)，并輸出至測試計算機。

進一步地，艙體還包括：熱輻射器，用于以熱量形式向艙體外泄放多功能結(jié)構(gòu)單元能量，熱輻射器設置于艙體頂面的外壁上；多個攝像頭，用于監(jiān)控艙體內(nèi)部情況，設置于多功能結(jié)構(gòu)單元的兩相對艙體側(cè)壁上；多個LED顯示燈，用于指示多功能單元結(jié)構(gòu)的所處充/放電狀態(tài)，設置于顯示器兩相對側(cè)；攝像頭、采集卡、地面專檢計算機和地面監(jiān)控計算機之間通過無線通信模塊相互通信；BMU、飛輪、采集卡、DPU和地面專檢設備容納于艙體內(nèi)并相互間隔地設置于艙體的底面上。

進一步地，艙體為矩形由括東板、西板、南板、北板、底板和頂板可拆卸地組裝而成，頂板、東板、北板的外表面還包覆有熱包材料；南板和西板為透明的有機玻璃。

進一步地，北板包括北外板和北內(nèi)板，北外板為回字型板，MFSU通過20個安裝螺釘安裝在北外板上；北內(nèi)板為回字型蓋板，蓋設于MFSU上，北內(nèi)板的底部設有出線孔。

進一步地，艙體還包括設置于東板的顯示器，包括東外板與東內(nèi)板，東外板為回字型板，顯示器安裝于東外板上，東內(nèi)板為回字型蓋板，蓋設于顯示器上。

進一步地，熱輻射器包括用于向外散發(fā)熱量的鍋狀輻射器和加熱片，鍋狀輻射器設置于艙體頂上，加熱片貼設于鍋狀輻射器內(nèi)壁。

進一步地，艙體的頂板周緣上設有用于吊起艙體的吊環(huán)，艙體的底板周緣上設有腳輪。

進一步地，腳輪上設有鎖緊手輪和/或腳輪套。

本發(fā)明的技術效果：

本發(fā)明提供的一種新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)，具有充電功能演示、放電功能演示和減振功能演示的功能，能夠全面展示和演示多功能結(jié)構(gòu)單元的各項功能與技術，能用于展示多功能結(jié)構(gòu)單元中所用的先進復合材料技術所具有的各項優(yōu)異性能。對于多功能結(jié)構(gòu)單元中所包含的固態(tài)鋰離子電池以及該結(jié)構(gòu)所具有的結(jié)構(gòu)減振功能也可以簡便的得到展示。充分展示了衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與電源分系統(tǒng)一體化融合的優(yōu)勢。

具體請參考根據(jù)本發(fā)明的新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)提出的各種實施例的如下描述，將使得本發(fā)明的上述和其他方面顯而易見。

附圖說明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例中艙體立體示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例中艙體主視示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例中艙體北板拆分示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例中艙體東板拆分示意圖；

圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例一種新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)的內(nèi)部設備供電示意圖；

圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施例一種新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)的內(nèi)部設備信息流走向示意圖；

圖8；是本發(fā)明優(yōu)選實施例中地面專檢設備內(nèi)部連接關系圖；

圖9是本發(fā)明優(yōu)選實施例中地面專檢設備的內(nèi)部組成關系及其與新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)間連接關系示意圖。

圖例說明：

100、艙體；110、北板；111、北外板；112、北內(nèi)板；113、出線孔；120、東板；121、東內(nèi)板；122、東外板；200、MFSU；300、BMU；400、采集卡；410、顯示器；420、攝像頭；430、LED顯示燈；440、熱輻射器；450、無線通信模塊；500、飛輪；600、DPU；700、地面專檢設備；810、地面專檢計算機；820、地面監(jiān)控計算機；830、投影儀。

具體實施方式

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。

本文中，MFSU——多功能結(jié)構(gòu)單元(Multi-Functional Structure Unit)；BMU——電源管理單元(Battery Manage Unit)；DPU——數(shù)據(jù)處理單元(Data Processing Unit)。

參見圖1，本發(fā)明提供了一種新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)，包括：用于模擬衛(wèi)星在軌環(huán)境的艙體100、用于對艙體100進行遙控遙測的地面專檢計算機810、與用于采集分析處理艙體100內(nèi)加速度數(shù)據(jù)的地面監(jiān)控計算機820以及與用于顯示地面監(jiān)控計算機820的分析結(jié)果的投影儀830，地面專檢計算機810與地面監(jiān)控計算機820相連接；地面監(jiān)控計算機820與投影儀830輸出連接；

艙體100內(nèi)包括待演示的多功能結(jié)構(gòu)單元、用于以熱量形式泄放多功能結(jié)構(gòu)單元能量的熱輻射器440、用于監(jiān)控艙體100內(nèi)部情況的多個攝像頭420、用于接受并顯示攝像頭420獲取圖像信息的顯示器410、用于指示多功能單元結(jié)構(gòu)所處充/放電狀體的多個LED顯示燈430、用于釋放多功能結(jié)構(gòu)單元能量的BMU300、用于采集加速度信息的采集卡400、用于采集、存儲、處理和傳輸多功能結(jié)構(gòu)單元的工作參數(shù)的DPU600、用于衛(wèi)星在軌減振功能演示的飛輪500、用于對多功能結(jié)構(gòu)單元運行過程進行監(jiān)視控制地面專檢設備700、用于攝像頭420、采集卡400，地面專檢計算機810和地面監(jiān)控計算機820之間相互通信的無線通信模塊450，多功能結(jié)構(gòu)單元貼設于艙體100內(nèi)壁上；

顯示器410設置于艙體100外壁上；熱輻射器440設置于艙體100頂面的外壁上；攝像頭420設置于多功能結(jié)構(gòu)單元的兩相對艙體100側(cè)壁上；LED顯示燈430設置于艙體100外壁上；BMU300、飛輪500、采集卡400、DPU600和地面專檢設備700容納于艙體100內(nèi)并相互間隔地設置于艙體100的底面上；

BMU300與LED顯示燈430和顯示器410電連通；飛輪500與地面監(jiān)控計算機820相連接；地面專檢計算機810與艙體100上的專檢測控電纜USB接口相連接；攝像頭420同時與顯示器410和地面專檢計算機810相連接。

本發(fā)明通過將多功能結(jié)構(gòu)單元、數(shù)據(jù)處理單元、電源管理單元、放電負載、地面專檢設備700、地面專檢計算機810、地面監(jiān)控計算機820以及顯示投影系統(tǒng)等組成，其通過將多功能結(jié)構(gòu)單元、數(shù)據(jù)處理單元、電源管理單元等各個單機與地面專檢設備700整合在一顆模擬衛(wèi)星中，結(jié)合控制電腦和顯示投影系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多功能結(jié)構(gòu)單元的充/放電與減振功能的演示。

艙體100由括東板120、西板、南板、北板110、底板和頂板可拆卸地組裝而成。參見圖每塊艙板均為可拆卸結(jié)構(gòu)，在運輸時可為拆卸狀態(tài)，在實驗室內(nèi)可自行組裝。新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2～3所示。優(yōu)選的，艙體100為矩形，各艙板之間通過直角鐵連接，且頂板、東板120、北板110的外表面還包覆有熱包材料。南板和西板為透明的有機玻璃，使得參觀者能夠觀察到系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，參見圖4～5，北板110包括北外板111和北內(nèi)板112，北外板111為回字型板，MFSU200通過20個安裝螺釘安裝在北外板111上；北內(nèi)板112為回字型蓋板，蓋設于MFSU200上，北內(nèi)板112的底部設有出線孔113。北外板111為主要的承力結(jié)構(gòu)，北外板111和北內(nèi)板112扣合后，MFSU200裸露與艙體100內(nèi)。為了美觀，使用北外板111和北內(nèi)板112后，能將與MFSU200相連接的電纜遮蔽。

東板120包括東外板122與東內(nèi)板121，東外板122為回字型板，顯示器410安裝于東外板122上，東內(nèi)板121為回字型蓋板，蓋設于顯示器410上。東外板122為承力板。顯示器410的顯示面朝向艙體100外。而東內(nèi)板121，用于遮蓋顯示器410背面及與之相連接的電纜，其底部同樣設有出線孔113。LED顯示燈430和攝像頭420安裝于東外板122上。

在具體實施例中，參見圖2，艙體100為正方體結(jié)構(gòu)，艙體100的尺寸(長×寬×高)約為1m×1m×1m。

優(yōu)選的，為方便艙體100的運輸，艙體100的頂板周緣上設有用于吊起艙體100的吊環(huán)，艙體100的底板周緣上設有腳輪。吊環(huán)和腳輪可以采用常用的安裝方法組裝，例如吊環(huán)組件由吊環(huán)、吊環(huán)轉(zhuǎn)接塊、轉(zhuǎn)接塊安裝螺釘(內(nèi)六角圓柱頭螺釘M5，4個)三部分組成。為了防止艙體100在演示過程中移動，腳輪上還帶有鎖緊手輪，當新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)在平臺上安放好之后，需旋緊腳輪的鎖緊手輪，直至全部4個腳輪全部鎖定。為了進一步防止腳輪滑動，可通過設置腳輪套實現(xiàn)對艙體100的固定。腳輪套可以為各類常用結(jié)構(gòu)，例如腳輪套主要包括前、后支架兩部分，兩者可通過四個M4×6沉頭螺釘組成一個整體。鎖緊手輪和腳輪套可以二者任選其一設置，也可以兩種同時設置。

該系統(tǒng)中所用顯示器410可以為電子相框。無線通信模塊450可以為無線路由器。

系統(tǒng)的內(nèi)部設備供電圖如圖6所示，LED顯示燈430與顯示器410共用一條供電線路。無線通信模塊450、采集卡400、攝像頭420、飛輪500和地面專檢設備700分別獨立供電。系統(tǒng)的內(nèi)部設備信息流走向圖如圖7所示。地面專檢設備700和飛輪500與地面專檢計算機810通過電纜相連接。

本發(fā)明提供的演示系統(tǒng)，可以用于處理各類多功能結(jié)構(gòu)單元，例如可以用于對由國防科學技術大學發(fā)明的一種多功能結(jié)構(gòu)單元進行演示。該多功能結(jié)構(gòu)單元可參見CN201610307086.1。

數(shù)據(jù)處理單元為現(xiàn)有的具有采集、存儲、處理和傳輸多功能結(jié)構(gòu)單元工作參數(shù)功能的模塊，例如可以采用由中國人民解放軍國防科學技術大學發(fā)明的一種數(shù)據(jù)處理單元，詳見CN201610303755.8。它主要包括用于獲取供電電源的電源接口模塊、負責數(shù)據(jù)采集控制和處理的數(shù)據(jù)處理模塊、采集外部信號的數(shù)據(jù)采集模塊以及光纖控制器模塊等4個功能模塊。

電源管理單元提供鋰電池充放電控制和電信號檢測調(diào)理功能，包括加斷電控制與遙測模塊、利用衛(wèi)星一次電源向鋰電池組進行充電控制的電池充電調(diào)節(jié)器模塊、利用外部放電負載對鋰電池組進行恒流放電控制的電池放電調(diào)節(jié)器模塊以及主要用于監(jiān)控充放電過程中電流/電壓的檢測調(diào)理模塊等4個功能模塊，例如可以為CN201610305384.7中公開的電源管理單元。

地面專檢設備700(簡稱地檢設備或?qū)z)，也稱為衛(wèi)星電氣地面支持設備(英文縮寫：EGSE)，還可稱為地面檢查測試設備，在本發(fā)明中用于模擬新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)和地面測控平臺的相關電氣功能，為對待檢測的多功能結(jié)構(gòu)單元進行地面電氣功能測試提供設備支持。地面專檢設備700的具體內(nèi)部組成如圖8所示，包括：

主控電路模塊(AT89S52)，用于對地檢其它模塊的控制與調(diào)度，主控電路模塊與測試計算機通信采用RS232接口，通過RS232接口芯片接收測試計算機發(fā)送的命令和數(shù)據(jù)，并對命令進行分析和執(zhí)行。此處的測試計算機可以為地面專檢計算機也可為另外單獨設置的計算機。

模擬量采集模塊，用于對輸入的18路模擬量/雙電平量和8路測溫量的接收、通道切換、信號調(diào)理以及采集。

矩陣遙控指令與DR量采集模塊，用于對20路矩陣遙控指令的發(fā)送和10路矩陣式繼電器開關狀態(tài)量(DR量)的遙測采集。

電源變換及控制模塊，用于將交流電壓220V轉(zhuǎn)換為100VDC和30VDC輸出，并且通過DC-DC芯片將30V轉(zhuǎn)換為±12V和+5V提供給地檢自身使用。

模擬鋰電池輸出電壓模塊，用于為BMU300設備提供22路電池電壓信號。

LVDS通信模塊，用于接收DPU600設備發(fā)送的高速數(shù)傳數(shù)據(jù)。

地面專檢設備700、操作人員與新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)之間的連接關系如圖9所示。地面專檢設備700設有用于實現(xiàn)操作人員對多功能結(jié)構(gòu)單元運行過程監(jiān)視控制的人機交互接口、測控接口和狀態(tài)顯示界面，同時地面專檢設備700還進一步模擬提供了衛(wèi)星一次電源、電池組電壓、單體電池電壓信號等其它接口功能。地面專檢設備700還可以捕捉操作人員的控制輸入，并將其轉(zhuǎn)換為遙控信號，通過該設備，可以更簡便地實現(xiàn)人對在軌演示過程的控制和監(jiān)控，并使艙體100內(nèi)的情況更接近于在軌衛(wèi)星的環(huán)境。

參見圖9，地面專檢設備700可以實現(xiàn)操作人員對模擬系統(tǒng)的監(jiān)視和控制輸入。地面專檢設備700通過母線電源實現(xiàn)對BMU300的供電，并向BMU300輸出22路鋰電池電壓信號，同時通過遙感遙測的方式獲取BMU300的工作參數(shù)。地面專檢設備700通過母線電源對DPU600輸出工作電流，為其提供8路鋰電池溫度通道信號。地面專檢設備700通過遙感、遙測和數(shù)傳的方式獲取DPU600的工作參數(shù)。BMU300控制放電負載單元進行放電，從而控制MFSU200中鋰電池中的能量釋放。MFSU200所得到的各項溫度、加速度和光線應變數(shù)據(jù)傳輸給DPU600后再經(jīng)過遙控等方式傳輸給地面專檢設備700中的測試計算機，從而使得艙體100外的人員可以獲知系統(tǒng)運行中的相關模擬參數(shù)。

本發(fā)明提供的系統(tǒng)中選用TP-LINK無線路由器，支持IEEE802.11ac,IEEE802.11n,IEEE802.11g,IEEE802.11b,IEEE802.11a等多種傳輸標準，網(wǎng)絡協(xié)議為TCP/IP協(xié)議，450M帶寬，完全滿足系統(tǒng)的需要，無線路由器采用220V供電。

顯示器410可以為電子相框，選用Philips 32寸智能高清窄邊液晶平板電視，分辨率為1366×768，屏幕比例為16：9，支持USB播放功能，可顯示JPG圖片格式，整機功耗為55W。電子相框使用220V供電，只有在多功能結(jié)構(gòu)單元放電時才開始工作，停止放電后切斷220V供電開關。

優(yōu)選的，熱輻射器440包括用于向外散發(fā)熱量的鍋狀輻射器和加熱片，鍋狀輻射器設置于艙體100頂上，加熱片貼設于鍋狀輻射器內(nèi)壁。

BMU300的放電功能是通過控制蓄電池的放電電流實現(xiàn)的，輸出電壓會隨蓄電池電壓變化，放電負載模塊的輸出電壓和輸出電流都是變化量；若在其后端設計逆變電流，則無法實現(xiàn)BMU300的穩(wěn)定輸出。為保證BMU300能穩(wěn)定工作，本發(fā)明不采取使用逆變器的方式將BMU300放電逆變?yōu)?20V電源，而是采用與放電負載的相似方案泄放多功能結(jié)構(gòu)單元的能量，放電過程中產(chǎn)生的熱量通過熱輻射器440對外釋放，便于檢測。

在BMU300放電時，繼電器接通，從而使LED顯示燈430和顯示器410接通電源開始工作，在BMU300結(jié)束放電時，繼電器斷開，切斷LED顯示燈430和顯示器410的電源，從而實現(xiàn)BMU300放電與LED顯示燈430和顯示器410開/關的同步。該繼電器的額定電壓為110V，動作電壓為77V，最大電壓為165V，在BMU300放電時，輸出電壓范圍為80-105V之間，可滿足繼電器工作的電壓范圍，線圈電阻為25.2K。

加熱片共計10路，以并聯(lián)方式連接，單個加熱片的電阻為160Ω，10路并聯(lián)阻值為16Ω，繼電器與這10路放電負載并聯(lián)后的總阻值為15.989Ω，因此對于放電負載而言，繼電器線圈電阻不影響其工作。

加速度采集模塊用于采集MFSU200內(nèi)部的2個加速度計、飛輪500上的1個三軸加速度計和減振墊上的1個三軸加速度計，共8路加速度采集通道。本系統(tǒng)選用NI公司的NI 9232三通道測量模塊，選擇三個模塊即可滿足8路加速度采集通道的需要，NI9232最高采樣速率為102kS/s，24位分辨率，廠家提供驅(qū)動程序和API函數(shù)，方便應用程序的編寫。

整個加速度采集技術方案由NI廠家提供，共由如下模塊組成：網(wǎng)口底座、系統(tǒng)三年質(zhì)保與校準維護服務、擴展無線局域網(wǎng)功能的無線AP、24V直流電源，給底座和無線AP供電、三個9232三通道測量模塊、SignalExpress信號采集顯示與數(shù)據(jù)簡易處理存儲的現(xiàn)成可用的應用軟件。

本發(fā)明提供的新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)用于演示時：

充電功能演示

新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)在開機狀態(tài)下，通過地面專檢計算機810發(fā)送的充電指令(或停止充電指令)，地面專檢計算機810控制電池對多功能結(jié)構(gòu)單元中的電池組進行充電(或停止充電)操作，同時地面專檢計算機810將采集到的多功能結(jié)構(gòu)單元的電壓與溫度狀態(tài)，傳送給地面監(jiān)控計算機820，并通過顯示投影系統(tǒng)8顯示。從而實現(xiàn)充電功能的演示。

放電功能演示

新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)在開機狀態(tài)下，通過地面專檢計算機810發(fā)送放電指令(或停止放電指令)，地面專檢計算機810控制電池對多功能結(jié)構(gòu)單元中的電池組進行放電(或停止放電)操作。放電時，LED顯示燈430點亮，顯示器410開機接收攝像頭420的圖像并顯示，熱輻射器440開始向外散熱。與此同時，地面專檢計算機810將采集到的多功能結(jié)構(gòu)單元的電壓與溫度狀態(tài)，傳送給地面監(jiān)控計算機820，并通過顯示投影系統(tǒng)顯示。

減振功能演示

新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)在開機狀態(tài)下，通過地面監(jiān)控計算機820進行加速度數(shù)據(jù)(包括多功能結(jié)構(gòu)單元1內(nèi)部的2個加速度計、飛輪500上的1個三軸加速度計和減振墊上的1個三軸加速度計)采集，地面監(jiān)控計算機820將所得加速度數(shù)據(jù)處理后形成加速度的變化曲線，并通過顯示器410和投影儀830顯示。

通過以下檢測可知，新概念航天多功能結(jié)構(gòu)地面模擬演示驗證系統(tǒng)具有充放電和減振的功能：

放電功能測試

在地面專檢計算機810上在“專檢測控”軟件下的“專檢遙控指令”窗口中，通過雙擊指令名稱發(fā)送以下命令：

(1)發(fā)送“DPU600/A機加電指令”，檢查“DPU600/A機狀態(tài)遙測”遙測量的值，如果該值為1，則進行下一步；否則停止測試，查找原因；

(2)發(fā)送“DPU600的A機當班指令”檢查“DPU600當班機狀態(tài)遙測”遙測量的值，如果該值為0，則進行下一步；否則停止測試，查找原因；

(3)記錄專檢面板DPU600供電電壓應為100.2±1V，電流應為0.078±0.01A；

(4)發(fā)送“DPU600在軌數(shù)采模式指令”，檢查工作模式遙測量是否為“11模式4”；

(5)發(fā)送“主份BMU300加電指令”，檢查“主份BMU300加斷電開關狀態(tài)”遙測量的值，如果該值為1，則進行下一步，否則停止測試，查找原因；

(6)發(fā)送“BMU300連接主份電源指令”，檢查“BMU300連接主份電源開關狀態(tài)”遙測量的值，如果該值為1，則進行下一步，否則停止測試，查找原因；

(7)發(fā)送“BMU300啟動主份BDR放電操作指令”，檢查“主份BDR放電開關狀態(tài)”遙測量的值，如果該值為1，則進行下一步，否則停止測試，查找原因；

(8)記錄專檢面板BMU300供電電壓應為100.2±1V，BMU300電流應為0.06±0.01A；

(9)檢查投影儀830界面電池電量是否在減少，界面應出現(xiàn)“放電”的閃爍字樣；

(10)檢查2只LED等是否點亮；

(11)檢查放電負載單元是否向外輻射熱量，用手靠近放電負載單元，能感覺到有熱量即可；

(12)記錄投影儀830界面電池電壓：V0、V1、V2、V3；

(13)記錄投影儀830界面電池電流I0、I1；

(14)記錄投影儀830界面電池溫度T1、T2、T3、T4；

(15)觀察并記錄投影儀830界面放電時間，當放電時間>60s后執(zhí)行下述操作；

(16)發(fā)送“BMU300停止主份BDR放電操作指令”，檢查“主份BDR放電開關狀態(tài)”遙測量的值，如果該值為0，則進行下一步，否則停止測試，查找原因；

(17)記錄專檢面板BMU300供電電壓應為100.2±1V，BMU300電流應為0.03±0.01A；

(18)檢查投影儀830界面電池電量是否不再變化，界面“放電”應不再顯示；

(19)檢查2只LED等是否熄滅；

(20)檢查放電負載單元是否停止向外輻射熱量，用手靠近放電負載單元，感覺熱量不在增加即可說明已經(jīng)停止放電。

減振功能測試

在地面監(jiān)控計算機820上的“結(jié)構(gòu)演示”軟件中進行以下操作：

(1)觀察投影儀830界面，處于右下角位置的飛輪500X正向、Y正向、Z正向、X負向、Y負向、Z負向加速度曲線應為噪聲曲線(曲線幅值在0附近，且為毫無規(guī)律的噪聲曲線)

(2)通過地面監(jiān)控計算機820軟件發(fā)送啟動飛輪500指令、發(fā)送進入轉(zhuǎn)速模式指令、發(fā)送轉(zhuǎn)速模式指令(選擇3000r)，檢查X正向、Y正向、Z正向加速度曲線是否為有規(guī)律的正弦波，如果隨著飛輪500轉(zhuǎn)速升高，幅值變大，X負向、Y負向、Z負向加速度曲線幾乎不變大，則波形正常；

(3)通過地面監(jiān)控計算機820軟件發(fā)送轉(zhuǎn)速模式指令(0r)，檢查X正向、Y正向、Z正向加速度曲線應隨著飛輪500轉(zhuǎn)速降低，幅值變小，X負向、Y負向、Z負向加速度曲線幾乎不變?。划旓w輪500停止轉(zhuǎn)動后，發(fā)送飛輪500斷電指令。

(4)用橡皮錘敲擊多功能結(jié)構(gòu)單元中心，檢查投影儀830界面MFSU200加速度曲線Z正向、Z負向的波形，如果出現(xiàn)凹或者凸的波形，則為正常；

(5)敲擊結(jié)束后，檢查凹凸波形是否消失。

充電功能測試

在專檢計算機上“專檢測控”軟件下的“專檢遙控指令”窗口中，通過雙擊指令名稱發(fā)送以下命令：

(1)發(fā)送“BMU300啟動主份BCR充電指令”，檢查“主份BCR充電開關狀態(tài)”遙測量的值，如果該值為1，則進行下一步，否則停止測試，查找原因；

(2)記錄專檢面板BMU300供電電壓應為100.2±1V，BMU300電流應為2.04±0.1A

(3)檢查投影儀830界面電池電量是否在增加，界面應出現(xiàn)“充電”的閃爍字樣；

(4)記錄投影儀830界面電池電壓：V0、V1、V2、V3；

(5)記錄投影儀830界面電池電流I0、I1；

(6)記錄投影儀830界面電池溫度T1、T2、T3、T4；

(7)觀察并記錄投影儀830界面充電時間，當放電時間>360s后執(zhí)行下述操作(不局限與360s的時間，只要充電時間大于放電時間的6倍即可)

(8)發(fā)送“BMU300停止主份BCR充電操作指令”，檢查“主份BCR充電開關狀態(tài)”遙測量的值，如果該值為0，則進行下一步，否則停止測試，查找原因；

(9)檢查投影儀830界面電池電量是否停止增加，界面應“充電”字樣應不再顯示；

(10)發(fā)送“BMU300斷開主份電源指令”，檢查“BMU300連接主份電源開關狀態(tài)”遙測量的值，如果該值為0，則進行下一步，否則停止測試，查找原因；

(11)發(fā)送“主份BMU300斷電指令”，檢查“主份BMU300加斷電開關狀態(tài)”遙測量的值，如果該值為0，則進行下一步，否則停止測試，查找原因；

(12)記錄專檢面板BMU300供電電壓應為100.2±1V，電流應為0A

(13)發(fā)送“DPU600空閑模式指令”，檢查工作模式遙測量是否為“00模式1”；

(14)發(fā)送“DPU600/A機斷電指令”，檢查“DPU600/A機加電狀態(tài)遙測”遙測量的值，如果該值為0，則進行下一步；否則停止測試，查找原因；

(15)錄專檢面板DPU600供電電壓應為100.2±1V，電流應為0A。

按上述步驟即可實現(xiàn)對待演示多功能結(jié)構(gòu)單元的在軌功能演示。

本領域技術人員將清楚本發(fā)明的范圍不限制于以上討論的示例，有可能對其進行若干改變和修改，而不脫離所附權利要求書限定的本發(fā)明的范圍。盡管己經(jīng)在附圖和說明書中詳細圖示和描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述僅是說明或示意性的，而非限制性的。本發(fā)明并不限于所公開的實施例。

通過對附圖，說明書和權利要求書的研究，在實施本發(fā)明時本領域技術人員可以理解和實現(xiàn)所公開的實施例的變形。在權利要求書中，術語“包括”不排除其他步驟或元素，而不定冠詞“一個”或“一種”不排除多個。在彼此不同的從屬權利要求中引用的某些措施的事實不意味著這些措施的組合不能被有利地使用。權利要求書中的任何參考標記不構(gòu)成對本發(fā)明的范圍的限制。