一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统及方法，该系统包括：电源遥测采集模块、电源控制器、温度控制器、加热回路、温度传感器和遥控指令单元；其中，电源遥测采集模块采集状态信息；遥控指令单元用于接收地面发送的遥控数据，发送第一遥控指令和第二遥控指令；电源控制器，计算整星能源余量；温度传感器，用于采集控制点的温度；温度控制器根据整星能源余量、控制点的温度、温度控制门限参数和温度控制策略来控制加热回路的开关；加热回路，接收温度控制器的控制，为被控温度区提供热量或停止提供热量。本发明专利技术充分利用太阳太阳电池阵的发电量，减少了浪费的电量，降低了阴影区蓄电池的放电电量，有效提高卫星的能源利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统及方法
本专利技术属于卫星智能温度控制领域，尤其涉及一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统及方法。
技术介绍
在国内外卫星中，广泛采用高、低温度门限温度控制方法，高、低温度门限之间一般有几度或十几度的温度范围。星上温度控制器采集控制点的温度值，与高、低温度门限值比较，在控制点温度低于低温门限开始加热，高于高温门限停止加热，处于高、低温度门限之间时保持目前加热状态不变，使被控设备或结构板处于高、低温度门限之间的温度环境。目前的高、低温度门限温度控制方法只利用了控制点的温度信息，与卫星其他状态完全无关，开始加热时刻和持续时间有很大的随机性。无论在阴影区还是在阳照区，只要控制点的温度低于低温门限，温度控制器就开始启动加热，直到温度达到高温门限才停止，这样就有可能导致在阴影区使用蓄电池储存的能量进行了长时间的加热，加大蓄电池的放电深度，而在阳照区却不加热，太阳帆板的发电量又有可能被分流而白白浪费掉。特别是对于轨道较低的卫星，阴影时间相对较长，并且为了减小大气阻力，有的卫星采用体装太阳电池片的结构，例如重力测量卫星，由于太阳光照角度的影响会导致太阳电池阵的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统，其特征在于包括：电源遥测采集模块、电源控制器、温度控制器、加热回路、温度传感器和遥控指令单元；其中，电源遥测采集模块，采集太阳电池阵和蓄电池的状态信息，并提供给电源控制器；遥控指令单元用于接收地面发送的遥控数据，并用于给电源控制器发送第一遥控指令，并用于给温度控制器发送第二遥控指令；电源控制器，根据第一遥控指令、太阳电池阵的状态和蓄电池的状态，计算整星能源余量，并发送给温度控制器；温度传感器，用于采集控制点的温度并提供给温度控制器；温度控制器，根据第二遥控指令设置温度控制门限和温度控制策略，并根据整星能源余量、控制点的温度、温度控制门限参数和温度控制...

【技术特征摘要】
1.一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统，其特征在于包括：电源遥测采集模块、电源控制器、温度控制器、加热回路、温度传感器和遥控指令单元；其中，电源遥测采集模块，采集太阳电池阵和蓄电池的状态信息，并提供给电源控制器；遥控指令单元用于接收地面发送的遥控数据，并用于给电源控制器发送第一遥控指令，并用于给温度控制器发送第二遥控指令；电源控制器，根据第一遥控指令、太阳电池阵的状态和蓄电池的状态，计算整星能源余量，并发送给温度控制器；温度传感器，用于采集控制点的温度并提供给温度控制器；温度控制器，根据第二遥控指令设置温度控制门限和温度控制策略，并根据整星能源余量、控制点的温度、温度控制门限参数和温度控制策略来控制加热回路的开关；加热回路，接收温度控制器的控制，为被控温度区提供热量或停止提供热量。2.根据权利要求1所述的优化卫星能源使用效率的温度控制系统，其特征在于：太阳电池阵的状态包括太阳电池阵的发电电流、分流电压、分流电流，蓄电池的状态包括蓄电池的电压、充电电流、放电电流、蓄电池电量。3.根据权利要求1所述的优化卫星能源使用效率的温度控制系统，其特征在于：电源控制器根据第一遥控指令设置充放电效率、蓄电池电量门限、第一档最佳充电电流、第二档最佳充电电流、涓流电流。4.根据权利要求1所述的优化卫星能源使用效率的温度控制系统，其特征在于：电源控制器根据第一遥控指令、太阳电池阵的状态和蓄电池的状态计算整星能源余量包括如下步骤：如果太阳电池阵的发电电流小于阳照区阈值电流，则认为在阴影区，整星能源余量设置为绝对值最大的负值；如果太阳电池阵发电电流大于阳照区阈值电流，则认为在阳照区；如果太阳电池阵分流电流大于零，计算分流阵的功率，减去安全余量后作为整星能源余量；如果太阳电池阵分流电流为零，则根据蓄电池电量情况按三档设置最佳充电电流，当蓄电池电量小于蓄电池电量门限时最佳充电电流设置为第一档，当蓄电池电量大于等于蓄电池电量门限并小于满电量时最佳充电电流设置为第二档，当蓄电池电量大于等于满电量时最佳充电电流设置为涓流电流，最佳充电电流减去实际充电电流，再减去蓄电池放电电流乘以充放电效率，乘以蓄电池电压，计算出蓄电池充电欠缺的能源值，并减去安全余量后作为整星能源余量。5.根据权利要求1所述的优化卫星能源使用效率的温度控制系统，其特征在于：根据整星能源余量信息和控制点温度、温度控制门限、温度控制策略来控制加热回路的开关的具体步骤如下：步骤一：接收电源控制器发送来的整星能源余量，并加上上一周期的总加热功率，作为本周期允许的最大加热功率；步骤二：采集全部控温点的温度；步骤三：控温点温度值小于低温门限的加热器状态设置为加热，并累计总的加热功率；控温点温度值大于等于低温门限的加热器状态设置为停止；查找处于高、低门限之间控制点的温度，并记录温度序号；如果温度控制策略为温差优先则转到步骤四，如果温度控制策略为顺序轮转则转到步骤五；步骤四：对处于高、低门限之间的温度差值进行归一化处理，计算控制点温度与低温门限的差值，除以高温门限与低温门限的差值，作为归一化温度差。按归一化温差由小到大的顺序排列归一化温差及相应的加热回路序号；依次从归一化温差最小的加热回路状态开始设置为加热，并累加计算实际总的加热功率，直到总的加热功率大于本周期允许的最大加热功率则终止此过程，转到步骤六；步骤五：从上一周期的最后一路加热回路之后开始，依次比较控制点温度和高温门限，如果控制点温度大于等于低温门限并且小于等于高温门限，则此加热回路状态设置为加热，并累加计算实际加热功率，直到实际加热功率大于本周期允许的最大加热功率则终止此过程，记录最后一路加热回路序号以用于下一周期；步骤六：按加热回...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍保峰，李松明，仇越，毕成，史文龙，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11