一种小卫星电源分系统的综合测试方法技术方案

一种小卫星电源分系统的综合测试方法，利用太阳方阵模拟器替代太阳电池阵，使用卫星综合测试系统的地面有线测控台进行有线指令发送和重要参数采集，利用地面测控设备、遥测遥控前端、测试计算机进行遥控指令发送和遥测数据采集。卫星加电后，合理控制太阳方阵模拟器升电和退电的操作时机、遥控指令发送时机，设置电源分系统的工作状态，对各类参数和状态进行监测判读，完成各类测试项目。另外，采用注入正常或故障数据块、程序块的方式，测试系统的上注功能、可靠性和容错性。本发明专利技术方法测试覆盖性好、流程清晰明确、操作简单可靠，便于工程实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用充电阵和供电阵有所区分的全调节母线小卫星电源分系统 的综合测试方法。
技术介绍
一般认为质量为500 IOOOKg的卫星属于小卫星。电源分系统作为小卫星的发 电装置，是整个卫星的能源之源，主要由电源控制器、蓄电池组、太阳电池阵等组成，通过电 源控制器集中实现卫星电源分系统的控制功能，包括母线电压调节、太阳电池阵输出功率 分流控制、蓄电池组充放电控制以及与其它分系统的接口。电源分系统的性能和功能特性 直接影响着其他系统的工作状态和整星寿命。卫星综合测试是指各分系统通过设备级、分系统级的验收和联试合格后，总装在 卫星本体上，在统一供配电条件下，检验卫星各分系统电性能的正确性和兼容性，检测卫星 是否达到所要求的电性能指标。在卫星研制过程中，需要对卫星电源分系统进行完整、有 效、可靠的综合测试，包括供电功能、充电及分流功能、放电功能、指令控制、数据采集、上注 功能检查等多方面的内容。2002年12月1日公开出版的中国宇航学会空间能源学术年会论文集中，一篇名 为“空间电源系统的综合测试技术”的论文概括性的介绍了空间电源分系统的综合测试概 念，列举了空间电源分系统综合测试的部分测试项目，但是没有细化的测试内容，尤其是缺 少可行的测试操作步骤，不具备可操作性。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种测试项目完善、流程 清晰明确、操作简便的小卫星电源分系统综合测试方法。本专利技术的技术解决方案是，步骤如下(1)采用太阳方阵模拟器替代太阳电池阵，并通过脱落电连接器以有线方式接入 电源分系统；地面有线测控台通过脱落电连接器以有线方式与电源分系统连接；测试计算 机通过遥测遥控前端、地面测控设备，以有线或无线方式向卫星发送遥控指令，接收卫星遥 测参数；(2)地面有线测控台发送有线指令“电池通”接通星上蓄电池开关使卫星处于加电 状态，地面测试计算机发送“电源下位机A机、A总线”遥控指令设置电源下位机A机A总 线.一入 ，(3)太阳方阵模拟器退电，蓄电池组放电，进行电源分系统放电功能测试；地面测 试计算机发送“充电阵断开和接通”遥控指令，检查与充电阵通断状态对应的遥测参数，完 成充电阵通断测试；地面测试计算机发送“v/τ曲线切换”遥控指令，检查遥测参数“v/τ曲 线状态”，完成ν/Τ曲线切换测试；地面测试计算机发送“安时计断开和接通”遥控指令，检 查遥测参数“安时计通断状态”，完成安时计通断测试；(4)太阳方阵模拟器升电，进行电源分系统V/T曲线充电功能测试；在充电过程中 设置不同的太阳方阵模拟器供电电流，检查与充电阵限流通断状态对应的遥测参数，进行 硬件限流功能测试；等待充电终止，完成ν/Τ曲线充电受控功能测试、二阶段充电控制功能 测试；(5)太阳方阵模拟器退电，使蓄电池放电电量大于2Ah，完成蓄电池组安时计控制 下的放电功能测试；(6)地面测试计算机发送“B总线”遥控指令设置电源下位机总线状态为B总线； 地面测试计算机发送“软件限流使能”遥控指令，完成软件限流使能指令测试；(7)太阳方阵模拟器升电，设置不同的太阳方阵模拟器供电电流，检查与充电阵限 流通断状态对应的遥测参数，完成软件限流功能测试；(8)太阳方阵模拟器退电，地面测试计算机发送“硬件限流使能”遥控指令，完成硬 件限流使能指令测试；地面测试计算机发送“软件限流使能”遥控指令，设置回到软件限流 使能状态；(9)太阳方阵模拟器升电，地面测试计算机发送“充电阵限流断开和接通”遥控指 令，检查与充电阵限流通断状态对应的遥测参数，完成充电阵限流通断指令测试；等待充电 终止，完成安时计充电功能测试；(10)太阳方阵模拟器退电，使蓄电池放电电量大于2Ah，太阳方阵模拟器升电，地 面测试计算机发送“充电终止”遥控指令，遥测参数“充电电流”变为2. 5A，完成充电终止功 能测试；(11)太阳方阵模拟器退电，地面测试计算机注入正常或故障数据块，进行数据上 注功能测试；(12)地面测试计算机注入正常或故障程序块，进行程序上注功能测试；(13)地面测试计算机发送“电源下位机B机、A总线”遥控指令设置电源下位机B 机A总线，重复步骤(3)到步骤(12)；(14)测试完毕，地面测试计算机发送“电源下位机A机、A总线”遥控指令设置电 源下位机A机A总线；地面有线测控台发送有线指令“电池断”断开星上蓄电池开关使卫星 处于断电状态。本专利技术与现有技术相比的优点在于1、测试项目完善，测试覆盖性好。本专利技术方法针对小卫星电源分系统的技术特点 和设计原理，分析了需要考核测试的内容，制订了完善的测试项目，包括放电功能测试、V/T 曲线充电受控功能测试、二阶段充电控制功能测试、安时计充电功能测试、软件限流功能测 试、硬件限流功能测试、充电阵通断测试、v/τ曲线切换测试、安时计通断测试、软件和硬件 限流使能切换测试、充电阵限流通断指令测试、遥控充电终止测试、下位机主备份切换功能 测试、总线切换测试、上注功能检查，覆盖了小卫星电源分系统综合测试的各方面内容；2、测试流程清晰明确详细。本专利技术方法根据测试项目，按照分步顺序的原则，规范 操作步骤，制订了清晰明确而详细的测试流程，流程的每一步都给出了操作内容以及相应 的参数变化判断准则，条理性好，具有极强的可操作性；3、操作简单可靠。本专利技术方法利用太阳方阵模拟器替代真实的太阳电池阵，利用 地面综合测试系统的地面测控设备、遥测遥控前端、测试计算机与有线测控台进行指令发送和参数检查。通过合理控制太阳方阵模拟器升电和退电的操作时机、地面测试设备指令 发送时机，明确测试成功的参数判断条件，只需要进行简单的指令发送操作和参数判断就 可以完成测试，操作简单便捷，并可以有效的保证测试的安全可靠性。附图说明图1为小卫星电源分系统的组成原理及测试系统结构框图；图2为本专利技术测试方法的流程框图。具体实施例方式如图1所示，为小卫星电源分系统的组成原理及测试系统结构框图。小卫星电源 分系统为充电阵和供电阵有所区分的全调节直流母线系统，主要由电源控制器、蓄电池组、 太阳电池阵等组成。电源控制器包括分流调节电路、充电调节电路、充电/分流控制器、放 电调节器和电源下位机。图1中，太阳电池阵1和太阳电池阵2仅用于为卫星供电，不能为蓄电池组充电， 称为供电阵1和供电阵2 ；太阳电池阵3 太阳电池阵8既能为卫星供电，又能为蓄电池组 充电，称为充电阵3 充电阵8。充电调节电路1 充电调节电路6依次对应充电阵3 充电阵8。通过电源控制器集中实现卫星电源分系统的控制功能，包括母线电压调节、太阳 电池阵输出功率分流控制和蓄电池组充放电控制，使母线电压稳定在28. 5 士 IV的范围内。 电源下位机(包括互为冷备份的A机和B机)通过CAN总线A或B实现与星务分系统的接 口，接收星务分系统发来的遥控命令，向星务分系统发送遥测数据。充电/分流控制器内部具有充电阵通断控制继电器，对充电调节电路1 充电调 节电路6中相应的充电阵通断开关进行控制，按照电源下位机发送来的遥控指令“充电阵3 断开”、“充电阵3接通”、“充电阵4断开”、“充电阵4接通”、“充电阵5断开”、“充电阵5接 通” “充电阵6断开”、“充电阵6接通” “充电阵7断开”、“充电阵7接通”、“充电阵8断开”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小卫星电源分系统的综合测试方法，其特征在于步骤如下：（１）采用太阳方阵模拟器替代太阳电池阵，并通过脱落电连接器以有线方式接入电源分系统；地面有线测控台通过脱落电连接器以有线方式与电源分系统连接；测试计算机通过遥测遥控前端、地面测控设备，以有线或无线方式向卫星发送遥控指令，接收卫星遥测参数；（２）地面有线测控台发送有线指令“电池通”接通星上蓄电池开关使卫星处于加电状态，地面测试计算机发送“电源下位机Ａ机、Ａ总线”遥控指令设置电源下位机Ａ机Ａ总线；（３）太阳方阵模拟器退电，蓄电池组放电，进行电源分系统放电功能测试；地面测试计算机发送“充电阵断开和接通”遥控指令，检查与充电阵通断状态对应的遥测参数，完成充电阵通断测试；地面测试计算机发送“Ｖ／Ｔ曲线切换”遥控指令，检查遥测参数“Ｖ／Ｔ曲线状态”，完成Ｖ／Ｔ曲线切换测试；地面测试计算机发送“安时计断开和接通”遥控指令，检查遥测参数“安时计通断状态”，完成安时计通断测试；（４）太阳方阵模拟器升电，进行电源分系统Ｖ／Ｔ曲线充电功能测试；在充电过程中设置不同的太阳方阵模拟器供电电流，检查与充电阵限流通断状态对应的遥测参数，进行硬件限流功能测试；等待充电终止，完成Ｖ／Ｔ曲线充电受控功能测试、二阶段充电控制功能测试；（５）太阳方阵模拟器退电，使蓄电池放电电量大于２Ａｈ，完成蓄电池组安时计控制下的放电功能测试；（６）地面测试计算机发送“Ｂ总线”遥控指令设置电源下位机总线状态为Ｂ总线；地面测试计算机发送“软件限流使能”遥控指令，完成软件限流使能指令测试；（７）太阳方阵模拟器升电，设置不同的太阳方阵模拟器供电电流，检查与充电阵限流通断状态对应的遥测参数，完成软件限流功能测试；（８）太阳方阵模拟器退电，地面测试计算机发送“硬件限流使能”遥控指令，完成硬件限流使能指令测试；地面测试计算机发送“软件限流使能”遥控指令，设置回到软件限流使能状态；（９）太阳方阵模拟器升电，地面测试计算机发送“充电阵限流断开和接通”遥控指令，检查与充电阵限流通断状态对应的遥测参数，完成充电阵限流通断指令测试；等待充电终止，完成安时计充电功能测试；（１０）太阳方阵模拟器退电，使蓄电池放电电量大于２Ａｈ，太阳方阵模拟器升电，地面测试计算机发送“充电终止”遥控指令，遥测参数“充电电流”变为２．５Ａ，完成充电终止功能测试；（１１）太阳方阵模拟器退电，地面测试计算机注入正常或故障数据块，进行数据上注功能测试；（１２）地...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李立，王建军，陈逢田，吴亚光，程城，
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：11[中国|北京]