一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法和系统，该方法包括：获取当前分流电压和蓄电池组电量；对卫星能源供给情况进行评估，得到能源供给评估结果；判断是否满足设定切换条件；当满足设定切换条件时，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，对帆板进行在线自主偏置跟踪控制，实时调整帆板与太阳光线之间的夹角，完成在轨帆板自适应调整。本发明专利技术既保证了能源供给又避免了充放电分流，为在轨载荷提供了优质的磁环境，解决了当前在轨测试任务的巨大现实困难。当前在轨测试任务的巨大现实困难。当前在轨测试任务的巨大现实困难。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法和系统


[0001]本专利技术属于卫星在轨测试
，尤其涉及一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法和系统。

技术介绍

[0002]卫星在轨测试时发现，太阳能电池方阵充电电流分流时引起的电磁场变化会对星上部分载荷测量产生的重大影响，严重降低了载荷在轨工作性能。如何避免方阵充电电流分流又能保证能源充分供给，即如何实时保证整星能源的收支平衡成为影响在轨载荷工作状况的制约条件。
[0003]而传统的帆板控制策略是以获取最大能源的帆板对日跟踪或偏置跟踪模式为主要实现方式，不考虑分流因素。而对于当前在轨测试任务，帆板控制对于整星能源安全和在轨载荷工作都具有至关重要的作用，既需要帆板太阳电池阵实时跟踪太阳，以保证能源充足供给；也需要避免过多的能源供给导致的分流过程造成磁环境污染。显然，传统的以获取最大能源的帆板对日跟踪模式或固定偏置角的偏置跟踪模式的帆板控制策略均不适用当前在轨测试任务。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法和系统，既保证了能源供给又避免了充放电分流，为在轨载荷提供了优质的磁环境，解决了当前在轨测试任务的巨大现实困难。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法，包括：
[0006]获取当前分流电压和蓄电池组电量；
[0007]根据当前分流电压和蓄电池组电量，对卫星能源供给情况进行评估，得到能源供给评估结果；
[0008]根据能源供给评估结果，判断是否满足设定切换条件；
[0009]当满足设定切换条件时，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，对帆板进行在线自主偏置跟踪控制，实时调整帆板与太阳光线之间的夹角，完成在轨帆板自适应调整。
[0010]在上述基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法中，根据当前分流电压和蓄电池组电量，对卫星能源供给情况进行评估，得到能源供给评估结果，包括：
[0011]将当前分流电压与分流电压阈值进行比较，若当前分流电压＞分流电压阈值，且持续一定时间，则确定能源供给评估结果为：整星能源收支不平衡，且收大于支；
[0012]将当前蓄电池组电量与蓄电池组电量阈值进行比较，若当前蓄电池组电量＜蓄电池组电量阈值，则确定能源供给评估结果为：整星能源收支不平衡，且收小于支；
[0013]否则，确定能源供给评估结果为：整星能源收支平衡。
[0014]在上述基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法中，还包括：
[0015]根据地面仿真结果和南北纬65
°
外载荷不工作时的光照时间，确定分流电压阈值；
[0016]根据地面仿真结果和电源系统的能源状况，确定蓄电池组电量阈值。
[0017]在上述基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法中，当满足设定切换条件时，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，对帆板进行在线自主偏置跟踪控制，实时调整帆板与太阳光线之间的夹角，完成在轨帆板自适应调整，包括：
[0018]当整星能源收支不平衡，且收大于支时，确定满足设定切换条件，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式；控制帆板驱动装置，驱动帆板运动，使帆板与太阳之间的夹角增大，以减少帆板侧后续的能源供给，直至帆板与太阳之间的夹角增大至预设的最大边界值；
[0019]当整星能源收支不平衡，且收小于支时，确定满足设定切换条件，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式；控制帆板驱动装置，驱动帆板运动，使帆板与太阳之间的夹角减小，以增大帆板侧后续的能源供给，直至帆板与太阳之间的夹角减小至预设的最小边界值。
[0020]在上述基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法中，在判断是否满足设定切换条件的步骤之后，还包括：
[0021]当整星能源收支平衡时，确定不满足设定切换条件，继续执行基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式。
[0022]在上述基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法中，预设的最小边界值和预设的最大边界值的确定步骤如下：
[0023]根据卫星的整星能源需求和帆板上的电池阵的能源补给能力，确定帆板在线自主偏置跟踪控制的基础偏移角θ0和调整范围θ1；
[0024]确定预设的最小边界值为：θ0‑
θ1；
[0025]确定预设的最大边界值为：θ0+θ1。
[0026]在上述基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法中，在切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式之后，还包括：
[0027]判断是否接收到整星能源报警信息；
[0028]若接收到整星能源报警信息，则退出基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，切换至基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式。
[0029]在上述基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法中，在切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式之后，还包括：
[0030]判断是否接收到帆板驱动机构故障信息；
[0031]若接收到帆板驱动机构故障信息，则退出基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，切换至基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式。
[0032]在上述基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法中，在切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式之后，还包括：
[0033]判断是否接收到整星系统异常告警信息；
[0034]若接收到星系统异常告警信息，则退出基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，切换
至基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式。
[0035]相应的，本专利技术还公开了一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整系统，包括：
[0036]电源分系统，用于获取当前分流电压和蓄电池组电量；根据当前分流电压和蓄电池组电量，对卫星能源供给情况进行评估，得到能源供给评估结果；
[0037]星务分系统，用于将能源供给评估结果发送给控制分系统；
[0038]控制分系统，用于根据能源供给评估结果，判断是否满足设定切换条件；当满足设定切换条件时，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，对帆板进行在线自主偏置跟踪控制，实时调整帆板与太阳光线之间的夹角，完成在轨帆板自适应调整。
[0039]本专利技术具有以下优点：
[0040]本专利技术公开了一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方案，使得控制分系统具备根据整星能源要求，实时进行帆板偏置角度控制的能力。本专利技术所述的方案在分系统、整星及在轨条件下均完成了验证，实现了对能源的实时收支平衡，既保证了能源供给又避免了充放电分流，为在轨载荷提供了优质的磁环境，解决了型号任务的巨大现实困难。
附图说明
[0041]图1是本专利技术实施例中一种基于多分系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法，其特征在于，包括：获取当前分流电压和蓄电池组电量；根据当前分流电压和蓄电池组电量，对卫星能源供给情况进行评估，得到能源供给评估结果；根据能源供给评估结果，判断是否满足设定切换条件；当满足设定切换条件时，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，对帆板进行在线自主偏置跟踪控制，实时调整帆板与太阳光线之间的夹角，完成在轨帆板自适应调整。2.根据权利要求1所述的基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法，其特征在于，根据当前分流电压和蓄电池组电量，对卫星能源供给情况进行评估，得到能源供给评估结果，包括：将当前分流电压与分流电压阈值进行比较，若当前分流电压＞分流电压阈值，且持续一定时间，则确定能源供给评估结果为：整星能源收支不平衡，且收大于支；将当前蓄电池组电量与蓄电池组电量阈值进行比较，若当前蓄电池组电量＜蓄电池组电量阈值，则确定能源供给评估结果为：整星能源收支不平衡，且收小于支；否则，确定能源供给评估结果为：整星能源收支平衡。3.根据权利要求2所述的基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法，其特征在于，分流电压阈值和蓄电池组电量阈值的确定方法如下：根据地面仿真结果和南北纬65
°
外载荷不工作时的光照时间，确定分流电压阈值；根据地面仿真结果和电源系统的能源状况，确定蓄电池组电量阈值。4.根据权利要求2所述的基于多分系统协作的在轨帆板自适应调整方法，其特征在于，当满足设定切换条件时，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式，对帆板进行在线自主偏置跟踪控制，实时调整帆板与太阳光线之间的夹角，完成在轨帆板自适应调整，包括：当整星能源收支不平衡，且收大于支时，确定满足设定切换条件，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式；控制帆板驱动装置，驱动帆板运动，使帆板与太阳之间的夹角增大，以减少帆板侧后续的能源供给，直至帆板与太阳之间的夹角增大至预设的最大边界值；当整星能源收支不平衡，且收小于支时，确定满足设定切换条件，从基于模拟太阳敏感器的帆板对日跟踪控制模式切换至基于帆板转角的偏置跟踪控制模式；控制帆板驱动装置，驱动帆板运动，使帆板与太阳之间的夹角减小，以增大帆板侧后续的能...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫鑫，李贵明，张春青，朱兴鸿，李丽琼，李博文，马昆，庞博，孟超，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：