CN102530270A - 一种可重构的卫星推进系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可重构的卫星推进系统，用于在推进系统独立分支的组件中发生故障的情况下，对发生故障的推进系统模块进行检测，关闭故障的模块，并选择正常模块重新组成推进系统，从而实现对推进系统的功能重组。

Description

一种可重构的卫星推进系统

技术领域

本发明涉及一种可重构的卫星推进系统。

背景技术

在BD-2卫星推进电路盒产品研制过程中，由于推进系统总体设计中有A、B两个完全独立功能的分支，当推进系统发生双重故障，且故障又恰好在两个分支中时，为了确保卫星推进分系统能够正常工作，可通过执行故障遥控切换指令实现推进分系统重组功能，进一步提高了推进分系统故障对策能力。

卫星推进分系统的故障模式包括10N推力器电源模块故障、10N推力器驱动模块故障及10N推力器模块故障。现有技术中，卫星推进系统中A分支10N推力器电源模块仅为A分支的10N推力器驱动模块及10N推力器模块供电，B分支10N推力器电源仅为B分支的10N推力器驱动模块及10N推力器模块供电，当A分支或者B分支10N推力器电源模块发生故障时，与其相对应的A分支或B分支的10N推力器驱动模块及10N推力器模块将完全失效，卫星推进系统一个分支的10N推力器功能丧失。当A分支或B分支的某一方向10N推力器驱动模块或10N推力器模块发生故障时，则B分支或A分支的此方向10N推力器模块失去备份。当A分支或者B分支10N推力器电源模块与另一分支的某一方向10N推力器驱动模块或10N推力器模块同时发生故障时，则卫星此方向的10N推力器模块将完全失效。

发明内容

本发明的技术解决问题是：本发明提供了一种可重构的卫星推进系统。采用本发明可以实现了在推进系统独立分支的组件中发生故障的情况下，推进系统的功能重组。

本发明的技术解决方案是：

一种可重构的卫星推进系统，用于在推进系统独立分支的组件中发生故障的情况下，实现对推进系统的功能重组，所述的推进系统具有A、B两个分支，当推进系统中的两个独立分支中无故障时，所述推进系统利用其中一个分支A或B独立完成推进系统的功能，其中，每个分支中配备有电源模块、n个推力器驱动模块和n个与推力器驱动模块对应的推力器模块。

当正在工作的A分支发生故障时，则控制系统启动B分支并关闭A分支，利用B分支完成推进系统的功能；

当A和B分支同时发生故障时，则控制系统分别对A、B分支中的各个模块进行检测，若A、B分支的不同模块发生故障时，则控制系统在A、B分支中选取可正常工作的一个电源模块、m个推力器驱动模块和m个推力器模块建立工作连接，形成推进系统的功能重组，其中，m个推力器模块选取自A、B两个分支中共2n个推力器模块之中，m＜n，为能满足卫星推进系统工作的推力器模块数量。

在A和B分支同时发生故障时，控制系统优先选取属于一个分支中的m个推力器模块，若一个分支系统中可正常工作的推力器模块不足m个时，则在另一个分支中选自剩余数量的正常工作的推力器模块，组成共m个推力器模块；若属于一个分支的推力器模块的故障恢复，则重新启用恢复故障的推力器模块，关闭已经选用的属于不同分支的推力器模块。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

与原有的技术相比，改进了原有的推进系统中单分支单一工作模式，实现了双分支电源模块、推力器驱动模块及推力器模块的组合多元化，使卫星推进系统的电源模块、推力器驱动模块及推力器模块的交叉备份，提高了卫星推进系统故障对策能力。具体表现在：

(1)卫星推进系统推力器模块可由A、B双分支二次电源交叉供电，实现了电源模块的供电。

(2)当A、B分支的某一路的推力器模块出现非推进剂泄漏故障或推进剂阀门关不死的故障时，可通过重组技术将这一路的推力器模块拉断，停止使用，并可用另一分支相对应的推力器模块替代工作，实现了推力器模块的复用。

(3)当因上述故障被拉断的推力器模块的故障被排除时，可通过重组技术中的恢复功能，将被拉断的推力器模块重新接通使用，恢复卫星推进系统初始状态，在故障重组后，实现了故障恢复后原推进系统的分支功能的恢复。

附图说明

图1为本发明示意图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明做进一步介绍。

推进系统总体设计中有A、B两个完全独立功能的分支，其中A分支由一路电源模块、n个推力器驱动模块及与n个推力器模块组成，B分支亦由一路电源模块、n个推力器驱动模块及与n个推力器模块组成。A、B分支的电源模块、推力器驱动模块及推力器模块完全独立，当A、B分支上述模块发生不同类双重故障时，且故障不在同一分支中时，可通过推进系统重组功能将A、B分支的各个模块进行重组，组成一个功能完整的新分支进行工作。

如图1所示，为本发明可重构的卫星推进系统。下面以n＝m＝6进行说明，但具体实现时只同样考虑在n＞m的配置情况，其中m代表为能满足卫星推进系统工作的推力器模块数量

故障模式

故障模式1

控制系统通过检测发现A分支电源模块故障，B分支中推力器模块故障，此时控制系统执行故障重组指令，完成A分支功(推力器驱动模块和推力器模块)放到B分支电源的切换，处理步骤如下：

(1)执行地面控制，推力器模块控制端无控制脉冲输入；

(2)接通B分支电源，断开A分支电源；

(3)断开推力器1B～6B；

(4)将A分支功放切换到B分支电源；

(5)打开B分支自锁阀；

(6)恢复星上系统自主控制。

故障模式2

控制系统通过检测发现B分电源模块故障，A分支中推力器模块故障，此时执行故障重组指令，完成B分支功放到A分支电源模块的切换，处理步骤如下：

(1)执行地面控制，推力器模块控制端无控制脉冲输入；

(2)接通A分支电源，断开B分支电源；

(3)关闭A分支自锁阀；

(4)断开推力器1A～6A；

(5)将B分支功放切换到A分支电源；

(6)打开B分支自锁阀；

(7)恢复星上系统自主控制。

故障模式3

控制系统通过检测发现A、B分支中的电源模块均正常，但推力器模块的故障发生在A、B两个分支中，此时执行系统重组功能的条件如下，即推力器模块故障但不是推进剂泄漏的故障或推进剂阀门关不死的故障，且A、B两个分支中出现故障的推力器模块的代号不同，处理步骤如下：

(1)执行地面控制，推力器模块控制端无控制脉冲输入；

(2)利用推进系统遥控指令首先断开故障的推力器模块，然后保留每个分支中1A至6A(1B至6B)中能完成控制功能的6个推力器模块，组成一个混合分支；

(3)恢复星上系统自主控制。

故障模式4

当A分支电源正常，B分支电源有故障，推力器模块故障发生在A、B两个分支中，此时执行系统故障重组功能的条件如下，即推力器模块的故障但不是推进剂泄漏的故障或推进剂阀门关不死的故障，且A、B两个分支种出现故障的推力器模块代号不应相同，处理步骤如下：

(1)执行地面控制，推力器模块控制端控制脉冲输入；

(2)接通A分支电源，断开B分支电源；

(3)将B分支功放切换到A分支电源；

(4)利用推进系统遥控指令首先断开故障的推力器模块，然后保留每个分支中1A至6A(1B至6B)中能完成控制功能的6个推力器模块，组成一个混合分支；

(5)恢复星上系统自主控制。

故障模式5

当B分支电源正常，A分支电源有故障，推力器模块故障发生在A、B两个分支中，此时执行系统故障重组功能的条件如下，即推力器模块故障但不是推进剂泄漏的故障或推进剂阀门关不死的故障，且A、B两个分支种出现故障的推力器模块代号不应相同，处理步骤如下：

(1)执行地面控制，推力器模块控制端无控制脉冲输入；

(2)接通B分支电源，断开A分支电源；

(3)将A分支功放切换到B分支电源；

(4)利用推进系统遥控指令首先断开故障的推力器模块，然后保留每个分支中1A至6A(1B至6B)中能完成控制功能的6个推力器模块，组成一个混合分支；

(5)恢复星上系统自主控制。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种可重构的卫星推进系统，用于在推进系统独立分支的组件中发生故障的情况下，实现对推进系统的功能重组，所述的推进系统具有A、B两个分支，当推进系统中的两个独立分支中无故障时，所述推进系统利用其中一个分支A或B独立完成推进系统的功能，其中，每个分支中配备有电源模块、n个推力器驱动模块和n个与推力器驱动模块对应的推力器模块，其特征在于：

当正在工作的A分支发生故障时，则控制系统启动B分支并关闭A分支，利用B分支完成推进系统的功能；

当A和B分支同时发生故障时，则控制系统分别对A、B分支中的各个模块进行检测，若A、B分支的不同模块发生故障时，则控制系统在A、B分支中选取可正常工作的一个电源模块、m个推力器驱动模块和m个推力器模块建立工作连接，形成推进系统的功能重组，其中，m个推力器模块选取自A、B两个分支中共2n个推力器模块之中，m＜n，为能满足卫星推进系统工作的推力器模块数量。

2.如权利要求1所述的一种可重构的卫星推进系统，其特征在于：在A和B分支同时发生故障时，控制系统优先选取属于一个分支中的m个推力器模块，若一个分支系统中可正常工作的推力器模块不足m个时，则在另一个分支中选自剩余数量的正常工作的推力器模块，组成共m个推力器模块；若属于一个分支的推力器模块的故障恢复，则重新启用恢复故障的推力器模块，关闭已经选用的属于不同分支的推力器模块。

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