用于估算离子推进系统中推进剂输送的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于估算离子推进系统中推进剂输送的方法和系统。一个实例是一种用于估算在输送事件期间离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的推进剂的输送的方法。第一罐和第二罐被阀分隔开。基于输送事件开始的第一罐和第二罐中每一个的初始压强和初始温度计算通过阀的推进剂的流动速率；至少部分基于流动速率计算输送事件结束之前的中间时间处结束的时间段内通过锁阀所输送的推进剂的质量；以及确定中间时间内第一罐和第二罐中每一个的中间压强和温度。

【技术实现步骤摘要】

本公开的领域总体上涉及推进剂输送，并且更具体地，涉及用于估算离子推进系统中推进剂输送的方法和系统。
技术介绍
一些已知的卫星推进系统包括由高压锁阀(latch valve)分隔开的两个贮存罐。用于卫星的推进系统的气体推进剂存储于该贮存罐中。当推进剂从一个贮存罐被输送至另一个时，估算罐之间所输送的气体量以及各个罐中剩余的推进剂的量。一些已知系统使用推进剂P-V-T测量工具来估算气体推进剂的输送。为各个罐读数的最新的压强(pressure，压力)和温度传感器用于确定各个罐中推进剂的体积并从属性表中检索相应的流体密度。基于所计算的体积和所检索的密度计算气体推进剂的质量。在气体的输送期间，这些已知的系统不会更新压强和温度概况。相反，在输送开始之前进行上述测量和计算，基于初始估算来计算输送期望量的气体推进剂所需的时间，并且不会更新或重复该计算，直到完成输送后为止。在气体推进剂的输送期间，温度和压强通常会改变，从而导致气体推进剂的特性发生改变以及气体的流动速率有变化。这些改变可能会导致对所输送的气体量的估算不准确。
技术实现思路
本公开的一个方面是一种用于估算在输送事件期间离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的推进剂的输送的方法。该第一罐和第二罐被锁阀分隔开。该方法包括基于输送事件开始的第一罐和第二罐中每一个的初始压强和初始温度计算通过锁阀的推进剂的流动速率；至少部分基于该流动速率计算输送事件结束之前的中间时间处结束的时间段内通过锁阀所输送的推进剂的质量；以及确定该中间时间内第一罐和第二罐中每一个的中间压强。另一方面，描述了一种用于估算输送事件期间离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的推进剂的输送的系统。该系统包括存储推进剂的特性的存储装置以及耦接至该存储装置的处理器。处理器被配置为基于输送事件开始的第一罐和第二罐中每一个的初始压强和初始温度计算通过锁阀的推进剂的流动速率；至少部分基于该流动速率来计算输送事件结束之前的中间时间处结束的时间段内通过锁阀所输送的推进剂的质量；以及确定该中间时间内第一罐和第二罐中每一个的中间压强。又一方面，公开了一种用于估算输送事件期间基于卫星的氙离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的氙的输送的方法，其中，第一罐和第二罐被锁阀分隔开。该方法包括：(a)至少部分基于第一罐和第二罐中每一个内的氙的压强计算第一罐和第二罐中每一个的体积；(b)基于第一罐和第二罐中每一个内的氙的压强和温度计算通过锁阀的氙的流动速率；(c)对一时间段内的流动速率进行积分以确定小于输送事件长度的时间段内通过锁阀输送的氙的质量；(d)确定该时间段结束时第一罐和第二罐中每一个内的氙的质量；(e)确定在该时间段结束时第一罐和第二罐中每一个内的氙的密度和温度；以及(f)确定该时间段结束时第一罐和第二罐中每一个内的氙的压强。已经论述的特征、功能和优势可以在各种实施方式中独立地实现，或者也可以与其他实施方式结合来实现，其更多细节可参考以下描述和附图来看出。附图说明图1是示例性计算装置的框图。图2是在卫星中所使用的示例性离子推进系统的简化图。图3是用于估算输送事件期间两个贮存罐之间的推进剂的输送的方法的流程图。图4是如图2所示的离子推进系统中的锁阀的简化截面图。图5是如图2所示的离子推进系统中的锁阀的另一简化截面图。图6是氙的压缩性作为压强的函数的曲线图。图7是在不同温度下氙的压强作为密度的函数的曲线图，并且由六阶多项式方程数学地表示每条曲线。图8是罐压强作为输送事件的时间的函数的曲线图。图9是罐温度作为输送事件的时间的函数的曲线图。图10是两个罐中的氙质量作为输送事件的时间的函数的曲线图。具体实施方式本文所描述的主题总体上涉及推进剂的至少两个罐之间的推进剂输送。更具体地，该主题涉及用于估算离子推进系统中的推进剂输送的方法和系统。在一个实施方式中，本文中所描述的方法、系统和计算机可读介质的技术效果包括以下中的至少一个：(a)基于输送事件开始的第一罐和第二罐各自的初始压强和初始温度计算通过锁阀的推进剂的流动速率；(b)至少部分基于该流动速率计算在输送事件结束之前的中间时间处结束的时间段内通过锁阀输送的推进剂的质量；(c)以及确定该中间时间内的第一罐和第二罐各自的中间压强。本文所用的以单数形式列出并与词“一”或“一个”一起使用的元件和步骤应当被理解为并不排除多个元件或步骤，除非明确说明有该排除。此外，对本专利技术的“一个实施方式”或“示例性实施方式”的引用并不意味着被解释为排除同样结合有所述特征的其他实施方式的存在。本文中所描述的示例性方法和系统可在一个或多个控制器上实施和/或可以包括一个或多个控制器。控制器可以包括能够如本文中所描述那样执行的任何合适的模拟和/或数字控制器的组合。在一些实施方式中，控制器包括计算装置。图1是在用于估算推进剂输送的系统中可以使用的示例性计算装置100的框图。在该示例性实施方式中，计算装置100包括存储器106和与存储器106耦接的用于执行程序指令的处理器104。处理器104可以包括一个或多个处理单元(例如，在多核配置中)。计算装置100是可编程的，以通过程序化存储器106和/或处理器104来执行本文中所描述的一个或多个操作。例如，处理器104可以通过将操作编码成一个或多个可执行指令并且在存储装置106中提供该可执行指令而被程序化。处理器104可以包括但并不限于通用中央处理单元(CPU)、微控制器、精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)和/或能够执行本文中所描述的功能的任何其他电路或处理器。本文中所描述的方法可被编码成可执行指令，其具体化在包括但并不限于储存装置和/或存储装置的计算机可读介质中。这些指令在被处理器104执行时，使得处理器104执行本文中所描述的至少一部分的方法。以上示例仅是示例性的，且因此并不旨在以任何方式限制术语“处理器”的定义和/或含义。如本文中所描述的存储装置106是启用诸如待存储和检索的可执行指令和/或其他数据的信息的一个或多个装置。存储装置106可以包括一个或多个计算机可读介质，例如但不限于，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、固态磁盘和/或硬盘。存储装置106可被配置为存储但并不限于，维护事件日志、诊断条目、故障消息和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于估算输送事件期间离子推进系统中的第一罐和第二罐之间的推进剂的输送的方法，所述方法包括：基于所述输送事件开始时所述第一罐和所述第二罐中每一个的初始压强和初始温度计算所述第一罐和所述第二罐之间通过阀的所述推进剂的流动速率；至少部分地基于所述流动速率计算所述输送事件结束之前的中间时间处结束的时间段内通过所述阀输送的推进剂的质量；以及确定所述中间时间内所述第一罐和所述第二罐中每一个的中间压强。

【技术特征摘要】
2013.10.10 US 14/051,1231.一种用于估算输送事件期间离子推进系统中的第一罐和第二罐
之间的推进剂的输送的方法，所述方法包括：
基于所述输送事件开始时所述第一罐和所述第二罐中每一
个的初始压强和初始温度计算所述第一罐和所述第二罐之间通
过阀的所述推进剂的流动速率；
至少部分地基于所述流动速率计算所述输送事件结束之前
的中间时间处结束的时间段内通过所述阀输送的推进剂的质
量；以及
确定所述中间时间内所述第一罐和所述第二罐中每一个的
中间压强。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
计算所述中间时间内的所述第一罐和所述第二罐中每一个
内的推进剂的中间质量；以及
确定所述中间时间内的所述第一罐和所述第二罐中每一个
内的所述推进剂的中间密度。
3.根据权利要求2的所述方法，进一步包括确定所述中间时间内
的所述第一罐和所述第二罐中每一个的中间温度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，至少部分基于所确定的中
间温度和所确定的中间密度来确定所述中间时间内的所述第一
罐和所述第二罐中每一个的中间压强。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，计算通过所述阀输送的推
进剂的质量包括对从所述输送事件的开始到所述中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳埃德·C·夸克，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US