基于FPGA的高性能回收控制器的设计与实现

针对中国新一代载人飞船对回收着陆系统的高可靠、高实时、不可逆、一次成功等要求，为了使回收分系统控制单元在复杂控制模式下高精确完成弹减速伞、弹主伞、抛防热大底、着陆缓冲控制等相关的动作，设计了以现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）为核心处理器装置的控制单元，实现了对航天器的现有减速与缓冲装置的可靠、精确地控制。该控制器采用三模冗余（Three Mode Redundancy,TMR）控制策略，程序上采取了复杂状态机等并行执行的控制逻辑，系统上采取了3个分时启动电路，输出上采取了具有自反馈校正的同步校验信号系统。在满足产品上电浪涌电流的同时，以三取二方式有效的输出规定脉宽时序的指令信号，满足了后一级执行机构的动作需求。实物产品飞行试验验证结果显示，回收控制器启动特性、指令时间、响应性能均满足航天器现有减速与缓冲装置要求，可为同类型其他设计提供一定的借鉴和参考。