CN105183040B - 一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法，包括三部分：计算小卫星热控分系统中加热回路的当前温度和开关机状态；典型工况故障确定：根据设备温度初值和设备升降温速率，计算得出在轨小卫星热控分系统的典型工况星内各设备温度场分布；计算得出在轨小卫星热控分系统的大功率设备开机后温度数据；实时判断的加热回路的当前温度、典型工况星内各设备温度场分布以及大功率设备开机后温度数据是否满足温度要求，若满足则热控分系统正常工作，否则热控分系统出现故障，进行预警。

Description

一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法

技术领域

本发明涉及一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法，适用于小卫星热控分系统在轨故障诊断及在轨维修方案验证，属于卫星温控技术领域。

背景技术

卫星在轨维修非常困难，目前还没有手段或方法进行在轨维护，在地面建立一套完整的在轨故障复现预报仿真系统，就成为再现在轨故障和开展在轨维修及维修方案验证的一个非常重要的手段。在轨卫星热控系统故障诊断及方案预报技术可以解决在轨故障复现，开展在轨维修及维修方案的验证，为卫星在轨安全提供条件保障。

目前在轨小卫星热控分系统的故障，无法实现地面的故障复现，也无法预判产生的故障的原因，因此在地面建立一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法具有迫切性和必要性，通过该方法可以对在轨热控分系统故障进行复现，并对在轨维修方案进行地面验证，为地面测控人员及时掌握热控系统在轨技术状态提供有效参考信息和在轨热控分系统正常运行提高了保障。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为了克服现有技术的不足，提出一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法，本发明解决了小卫星热控分系统在轨故障再现和维修的问题，为在轨热控分系统正常运行提供了保障。

本发明的技术解决方案是：

一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法包括三部分：

(1)利用下式计算小卫星热控分系统中加热回路的当前温度和开关机状态：

其中，T表示加热回路的当前温度；T₀表示加断电时刻的遥测温度，加热器动作之前的平衡温度；t表示时间；t₀表示加断电时刻；ΔT为温度变化量，单位：℃；Δt表示时间变化；

当加热回路的当前温度达到设定温度值时，加热回路功率关闭，关机；当加热回路的当前温度低于设定温度值时，加热回路功率关闭，开机；

(2)典型工况故障确定：根据设备温度初值和设备升降温速率，计算得出在轨小卫星热控分系统的典型工况星内各设备温度场分布；

T₁＝T₁₀±ν₁(t₁-t₁₀)

其中，T₁表示典型工况设备当前温度；T₁₀表示设备初始温度；t₁为工作时间；t₁₀为工作时刻；ν₁表示设备升降温速率；

(3)计算得出在轨小卫星热控分系统的大功率设备开机后温度数据：

T₂＝T₂₀±ν₂(t₂-t₂₀)

其中，T₂表示大功率设备开机后当前温度；T₂₀表示加断电时刻的遥测温度，大功率设备动作之前的平衡温度；t₂为时间；t₂₀为加断电时刻；ν₂表示功率大于10W的大功率设备的升降温速率；

(4)实时判断步骤(1)、(2)和(3)得到的加热回路的当前温度、典型工况星内各设备温度场分布以及大功率设备开机后温度数据是否满足温度要求，若满足则热控分系统正常工作，否则热控分系统出现故障，进行预警。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明能够为在轨工作的卫星进行故障，判断出故障问题，本发明通过温度的变化和检测进行卫星在轨故障的诊断，有别于以往通过对卫星各分系统设备逐一检测和检查的方式，大大提高了工作效率，也提升热控系统可靠性及，对轨热控系统维护具有重要意义。

附图说明

图1是本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体工作原理做进一步解释。

如图1所示，本发明一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法包括三部分：

(1)利用下式计算小卫星热控分系统中加热回路的当前温度和开关机状态：

其中，T表示加热回路的当前温度；T₀表示加断电时刻的遥测温度，加热器动作之前的平衡温度；t表示时间，单位：秒；t₀表示加断电时刻，单位：秒；ΔT为温度变化量，单位：℃；Δt表示时间变化，单位：秒；

当加热回路的当前温度达到设定温度值时，加热回路功率关闭，关机；当加热回路的当前温度低于设定温度值时，加热回路功率关闭，开机；

其原理是当温度低于T₀时，加热回路功率开启，被控设备温度变化量ΔT增加，T升高。当T达到设定温度值时，加热回路功率关闭，ΔT减少，当温度再次低于T₀时，加热回路开启和关闭按照上述原理重复工作。

(2)典型工况故障确定：根据设备温度初值和设备升降温速率，计算得出在轨小卫星热控分系统的典型工况星内各设备温度场分布；

T₁＝T₁₀±ν₁(t₁-t₁₀)

其中，T₁表示典型工况设备当前温度；T₁₀表示设备初始温度；t₁为工作时间，单位：秒；t₁₀为工作时刻，单位：秒；ν₁表示设备升降温速率；

(3)计算得出在轨小卫星热控分系统的大功率设备开机后温度数据：

T₂＝T₂₀±ν₂(t₂-t₂₀)

其中，T₂表示大功率设备开机后当前温度；T₂₀表示加断电时刻的遥测温度，大功率设备动作之前的平衡温度；t₂为时间，单位：秒；t₂₀为加断电时刻，单位：秒；ν₂表示功率大于10W的大功率设备的升降温速率；

(4)实时判断步骤(1)、(2)和(3)得到的加热回路的当前温度、典型工况星内各设备温度场分布以及大功率设备开机后温度数据是否满足温度要求，若满足则热控分系统正常工作，否则热控分系统出现故障，进行预警。

Claims (1)

1.一种小卫星热控分系统在轨故障复现预报方法，其特征在于包括三部分：

(1)利用下式计算小卫星热控分系统中加热回路的当前温度，根据当前温度确定加热回路开关机状态：

$T=T_0\±\frac{\mathrm{\Δ}T}{\mathrm{\Δ}t}(t-t_0)$

其中，T表示加热回路的当前温度；T₀表示加热回路加断电时刻的遥测温度，加热回路动作之前的平衡温度；t表示时间；t₀表示加热回路加断电时刻；ΔT为温度变化量，单位：℃；Δt表示时间变化；

当加热回路的当前温度达到设定温度值时，加热回路功率关闭，加热回路关机；当加热回路的当前温度低于T₀时，加热回路功率开启，加热回路开机；

(2)典型工况故障确定：根据设备温度初值和设备升降温速率，计算得出在轨小卫星热控分系统的典型工况星内各设备温度场分布；

T₁＝T₁₀±ν₁(t₁-t₁₀)

其中，T₁表示典型工况星内设备当前温度；T₁₀表示典型工况星内设备初始温度；t₁为工作时间；t₁₀为工作时刻；ν₁表示典型工况星内设备升降温速率；

(3)计算得出在轨小卫星热控分系统的大功率设备开机后温度数据，所述大功率设备为功率大于10W的设备：

T₂＝T₂₀±ν₂(t₂-t₂₀)

其中，T₂表示大功率设备开机后当前温度；T₂₀表示加断电时刻的遥测温度，大功率设备动作之前的平衡温度；t₂为时间；t₂₀为大功率设备加断电时刻；ν₂表示功率大于10W的大功率设备的升降温速率；

(4)实时判断步骤(1)、(2)和(3)得到的加热回路的当前温度、典型工况星内各设备温度场分布以及大功率设备开机后温度数据是否满足温度要求，若满足则热控分系统正常工作，否则热控分系统出现故障，进行预警。