【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及空间电推进，特别涉及一种压力和流量控制下电推进氙气剩余量评估方法。
技术介绍
1、高轨卫星使用电推进进行卫星定点后全寿命期间的南北位置保持任务，要求电推进系统具有在轨15年，累计点火14000小时的可靠寿命能力。电推进工质供给系统以氙气作为电推力器的电离工质，氙气剩余量评估直接决定了电推进寿命评估，也直接决定了整星寿命的评估。因此氙气剩余量评估至关重要。
2、但是，氙气物理特性复杂，氙气瓶内剩余量无法直接使用pvt传统方法进行精确计算，误差较大。
3、因此，亟需一种新的电推进氙气剩余量评估方法。
技术实现思路
1、为了解决使用pvt传统方法无法精确计算氙气瓶内剩余量的问题，本专利技术实施例提供了一种压力和流量控制下电推进氙气剩余量评估方法。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种压力和流量控制下电推进氙气剩余量评估方法，包括：
3、获取地面加注时的氙气初始质量；
4、在每一次电推进点火时，均执行：
5、基于当前次电推进点火下，每一次采集时的阳极流量和每一次采集的时间间隔，确定当前次电推进点火下阳极的氙气消耗量；
6、基于当前次电推进点火下，每一次采集时的电子减压系统输出的压力值、流量控制器的温度值和所述流量控制器的标定关系，以及每一次采集的时间间隔，确定当前次电推进点火下阴极的氙气消耗量；
7、基于所述氙气初始质量、当前次电推进点火下阳极的氙气消耗量、阴极的氙气消耗
8、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于说明书中任一所述方法的电推进工质供给系统，包括：由bang-bang电磁阀和压力传感器组成的电子减压系统、由压电比例阀和流量传感器组成的阳极流量闭环系统、由流量控制器和温度传感器组成的阴极流量闭环系统和用于实现如说明书中任一项所述方法的控制器；
9、所述电子减压系统的输出端分别连接所述阳极流量闭环系统和所述阴极流量闭环系统的入口，用于为所述阳极流量闭环系统和所述阴极流量闭环系统提供入口压力；
10、所述压电比例阀用于控制氙气的阳极流量，所述流量传感器用于实时测量阳极的氙气流量；
11、所述流量控制器用于控制氙气的阴极流量，所述温度传感器用于测量所述流量控制器的温度值。
12、本专利技术实施例提供了一种压力和流量控制下电推进氙气剩余量评估方法，通过确定每一次电推进点火的阳极的氙气消耗量和阴极的氙气消耗量，利用地面加注时的氙气初始质量减去之前每次电推进点火时阳极的氙气消耗量和阴极的氙气消耗量，来确定当下电推进工质供给系统的氙气剩余量，以此提高电推进工质供给系统的氙气剩余量的计算精度。
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1.一种压力和流量控制下电推进氙气剩余量评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极流量是通过阳极流量闭环系统中的流量传感器测量得到的，所述阳极流量闭环系统由压电比例阀和所述流量传感器组成，所述压电比例阀用于将阳极的氙气流量稳定控制在目标值，所述流量传感器用于实时测量阳极的氙气流量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流量控制器和温度传感器组成阴极流量闭环系统，所述流量控制器通过加热位于所述流量控制器中阀体的温度来改变氙气流阻，进而改变阴极的氙气流量，所述温度传感器用于测量所述流量控制器的温度值；且所述阴极的氙气流量与所述流量控制器的温度、所述流量控制器的入口压力有关。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电子减压系统由Bang-bang电磁阀和压力传感器组成，所述Bang-bang电磁阀用于控制所述阳极流量闭环系统和所述阴极流量闭环系统的入口压力，所述压力传感器用于测量所述电子减压系统输出的压力值，其中，所述电子减压系统输出的压力值与所述阳极流量闭环系统和所述阴极流量闭环系统的入口压力
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流量控制器的标定关系为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述氙气初始质量、当前次电推进点火下阳极的氙气消耗量、阴极的氙气消耗量，以及历史每次电推进点火时阳极的氙气消耗量、阴极的氙气消耗量，确定当下电推进工质供给系统的氙气剩余量，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当下电推进工质供给系统的氙气剩余量是通过如下公式计算的：
8.一种基于权利要求1-7中任一项所述方法的电推进工质供给系统，其特征在于，包括：由Bang-bang电磁阀和压力传感器组成的电子减压系统、由压电比例阀和流量传感器组成的阳极流量闭环系统、由流量控制器和温度传感器组成的阴极流量闭环系统和用于实现如权利要求1-7中任一项所述方法的控制器；
...【技术特征摘要】
1.一种压力和流量控制下电推进氙气剩余量评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极流量是通过阳极流量闭环系统中的流量传感器测量得到的，所述阳极流量闭环系统由压电比例阀和所述流量传感器组成，所述压电比例阀用于将阳极的氙气流量稳定控制在目标值，所述流量传感器用于实时测量阳极的氙气流量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流量控制器和温度传感器组成阴极流量闭环系统，所述流量控制器通过加热位于所述流量控制器中阀体的温度来改变氙气流阻，进而改变阴极的氙气流量，所述温度传感器用于测量所述流量控制器的温度值；且所述阴极的氙气流量与所述流量控制器的温度、所述流量控制器的入口压力有关。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电子减压系统由bang-bang电磁阀和压力传感器组成，所述bang-bang电磁阀用于控制所述阳极流量闭环系统和所述阴极流量闭环系统的入口压力，所述压力传感器用...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宗良，吕楠，宋飞，丁凤林，李文，林震，周明霞，彭政，刘镇星，李中，刘亦卓，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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