基于虚拟仪器和PXI总线的电磁阀控制系统研制

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1、第41卷第1期2015年2月火箭推进JOURNAL0FROCKETPROPULSl0NV01．41．№．1Feb．2015基于虚拟仪器和PXI总线的电磁阀控制系统研制张卫东，李力，张茂森，尹健昭，徐亚敏(北京航天动力研究所，北京100076)摘要：为满足姿轨控火箭发动机快响应电磁阀的高精度脉冲控制需求，研制了一套基于虚拟仪器和PxI总线的脉冲控制系统。该系统选用成熟PxI总线硬件平台，设计可靠的电磁阀驱动电路，在LabvIEW图形化编程环境中完成控制软件的设计开发。经过全面的系统测试和验证后，控制系统多次应用于发动机地面试验中，表现出性能优良、可靠性

2、高的特点，实现了快响应电磁阀的高精度脉冲控制。关键词：快响应电磁阀；虚拟仪器；PXI总线；脉冲控制系统中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2015)0l一0112—05DeVelopmentofsolenoidValVecon．trolsystembasedonvirmalinstmmentandPXIbusZHANGWei—dong，LILi，ZHANGMao—sen，YINJian-zhao，XUYa-min(BeijingAerospacePropulsionIIlstitute，Beijing100076，C

3、hina)Abs妇ct：Tomeetthehi曲一accuracypulsecon仃oldemandsoffastresponsesolenoidValVesiIlanattitudeandorbitcontrolsystem，apulsecontrolsystembasedonVirtualinst九JIIlemandPXIbuswasdeVeloped．Thematurehardwareplat氨)mofPXIbuswasadoptedinthecontrolsystem．TherelialbledrivecircuitforsolenoidVa

4、lveswasdesi弘ed．Desi印anddevelopmemofthecontrolsoRwarewereaccomplishedintheLabV匝W伊印hicpm伊ammingenVironment．AftercomprehensiVetestandVerification，thecontrolsystemwasusedinrocketengine乒oundtestforseVeraltimes．Thetestresultshowsthesystemhasexcellentperfbmanceandhighreliability，which

5、achieVeshigh—accuracypulsecon仃01offastresponsesolenoidValVes．K昭wor；ds：fastresponses01enoidValVe；Vinualinstrument；PXIbus；pulsecon缸．01systemo引言嘉萎翼嚣霎妻崭譬蓉奎}三军：言圣薹至嚣?蓑在空间飞行器研制中，广泛采用了高性能、响应的电磁阀能保证姿控、轨控发动机开机、关轻质化、快响应的姿轨控火箭发动机。姿轨控火机的快速响应能力，提高飞行过程调姿、变轨的收稿日期：2叭4—08—13；修回日期：2014—08—26作者简介

6、：张卫东(1982一)，男，助理工程师，研究领域为火箭发动机地面试验测控技术第41卷第1期张卫东，等：基于虚拟仪器和PⅪ总线的电磁阀控制系统研制113准确性和机动性，是姿轨控发动机的关键技术之一。准确获得快响应电磁阀在高速脉冲工作时打开、关闭的性能参数，对于姿轨控发动机的研制具有极为重要的意义。姿轨控火箭发动机快响应电磁阀一般工作脉冲为毫秒级，要求系统控制精度达到±0．1ms，发动机电磁阀控制通道不少于10路，具备读取仿真飞行指令字文件的能力。为了实现快响应电磁阀的高速打开、关闭控制，需要研制一套精度高、操作简便、可靠性高的电磁阀脉冲控制系统。为适应

7、复杂的外场使用环境，电磁阀控制系统充分利用软件与硬件相结合的虚拟仪器技术，选用当前主流的PxI总线硬件平台，采用模块化设计方案，根据实际试验需求来定义和设计仪器的测量和控制功能。1技术要求作为姿轨控发动机地面控制设备，快响应电磁阀控制系统应具备单路、多路的高精度脉冲输出和优良的电磁阀驱动能力，同时为适应各种场合的试验使用要求，还要具备良好的便携性和人机交互界面。因此，设计的控制系统应满足如下技术要求：1)控制输出电压：27：：V；2)控制回路电流：≥1．5A；31控制系统通道：≥20路；4)定时时钟基准：0．25ms，0．5ms，1ms，2ms，2．

8、5ms，5ms；5)脉冲控制精度：±0．1ms；6)结构坚固，便携性好。2系统组成及硬件设计2．1系统组成及