CN112993924B - 基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法及系统 - Google Patents

基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法及系统，包括：步骤S1:实时接收每拍卫星电源的分阵电压遥测，按照分流控制类型，将卫星电源供电分阵进行分组，进行供电序列分流检测；步骤S2:针对S3R型电源供电阵进行序列单调性检验，判断分流是否正常；步骤S3:针对S4R型电源供充阵进行序列升降序检验，判断分流是否正常；步骤S4：针对混合型电源充电阵进行序列单调性检验，判断分流是否正常；步骤S5：若各类供电序列排序均检验正常，且母线电压稳定，则分流控制正常，否则分流异常报错；继续接收下一拍遥测数据，继续循环监测电源分流状态。本发明具有良好的工程应用价值。

Description

基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法及系统
技术领域
本发明涉及，具体地，涉及一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法及系统。
背景技术
卫星电源系统为卫星各个系统工作提供能源供给，直接影响在轨卫星的工作寿命。本发明实时接收每拍卫星电源的分阵电压遥测，按照分流控制类型，将卫星电源供电分阵进行分组，进行供电序列分流检测；若各类供电序列排序均检验正常，且母线电压稳定，则分流控制正常，否则分流异常报错；继续接收下一拍遥测数据，继续循环监测电源分流状态，从而实现电源异常的实时高效检测，具有良好地工程应用价值。
现有的论文及专利主要采用专家系统、模糊集、贝叶斯与支持向量机等机器学习方法。目前没有发现类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法及系统。
根据本发明提供的一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法，包括：
步骤S1:实时接收每拍卫星电源的分阵电压遥测，按照分流控制类型，将卫星电源供电分阵进行分组，进行供电序列分流检测，获取供电序列分流检测结果信息；
步骤S2:根据供电序列分流检测结果信息，针对S3R型电源供电阵采用0-1格式化方法进行序列单调性检验，判断分流是否正常，获取第一分流是否正常判断结果信息；
步骤S3:根据第一分流是否正常判断结果信息，针对S4R型电源供充阵采用0-1-2格式化方法进行序列升降序检验，判断分流是否正常，获取第二分流是否正常判断结果信息；
步骤S4:根据第二分流是否正常判断结果信息，针对混合型电源充电阵采用0-1格式化方法进行序列单调性检验，判断分流是否正常，获取第三分流是否正常判断结果信息；
步骤S5：根据第三分流是否正常判断结果信息，若各类供电序列排序均检验正常，且母线电压稳定，则分流控制正常，否则分流异常报错；继续接收下一拍遥测数据，继续循环监测电源分流状态，获取基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测结果信息
优选地，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：实时接收星地遥测数据，获取卫星电源的所有分阵电压值；
步骤S1.2：在地面测试时，分阵电压可以通过地面太阳模拟阵设备遥测、卫星遥测获得，卫星在轨时，分阵电压通过卫星遥测获得；
优选地，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：将卫星电源分流控制模式分为3类：S3R型、S4R型以及混合型，不同类型分流控制模式具备不同的分流管理机制，按照控制类型，将卫星电源所有分阵划分为3类；
优选地，所述步骤S4包括：
步骤S4.1：将供电分阵电压序列进行0-1格式化：
SG_S[x]＝(SG[x]>Vbus)？1:0
其中SG[x]为第x个分阵电压，Vbus为母线电压，SG_S[x]为格式化后的分阵序列；当SG[x]>Vbus时，SG[x]为母线供电，SG_S[x]为1，否则SG[x]为部分分流或全分流状态，SG_S[x]为0；
优选地，所述步骤S5包括：
步骤S5.1：将供电阵分流次序遵循单调顺序：
SG_S[1]≤SG_S[2]≤SG_S[3]≤SG_S[4]≤……≤SG_S[n]
依据上式，进行格式化序列的单调性判断，完成供电阵分流控制功能监测。
根据本发明提供的一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测系统，包括：
模块M1:实时接收每拍卫星电源的分阵电压遥测，按照分流控制类型，将卫星电源供电分阵进行分组，进行供电序列分流检测，获取供电序列分流检测结果信息；
模块M2:根据供电序列分流检测结果信息，针对S3R型电源供电阵采用0-1格式化方法进行序列单调性检验，判断分流是否正常，获取第一分流是否正常判断结果信息；
模块M3:根据第一分流是否正常判断结果信息，针对S4R型电源供充阵采用0-1-2格式化方法进行序列升降序检验，判断分流是否正常，获取第二分流是否正常判断结果信息；
模块M4:根据第二分流是否正常判断结果信息，针对混合型电源充电阵采用0-1格式化方法进行序列单调性检验，判断分流是否正常，获取第三分流是否正常判断结果信息；
模块M5：根据第三分流是否正常判断结果信息，若各类供电序列排序均检验正常，且母线电压稳定，则分流控制正常，否则分流异常报错；继续接收下一拍遥测数据，继续循环监测电源分流状态，获取基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测结果信息。
优选地，所述模块M1包括：
模块M1.1：实时接收星地遥测数据，获取卫星电源的所有分阵电压值；
模块M1.2：在地面测试时，分阵电压可以通过地面太阳模拟阵设备遥测、卫星遥测获得，卫星在轨时，分阵电压通过卫星遥测获得；
优选地，所述模块M2包括：
模块M2.1：将卫星电源分流控制模式分为3类：S3R型、S4R型以及混合型，不同类型分流控制模式具备不同的分流管理机制，按照控制类型，将卫星电源所有分阵划分为3类；
优选地，所述模块M4包括：
模块M4.1：将供电分阵电压序列进行0-1格式化：
SG_S[x]＝(SG[x]>Vbus)？1:0
其中SG[x]为第x个分阵电压，Vbus为母线电压，SG_S[x]为格式化后的分阵序列；当SG[x]>Vbus时，SG[x]为母线供电，SG_S[x]为1，否则SG[x]为部分分流或全分流状态，SG_S[x]为0；
优选地，所述模块M5包括：
模块M5.1：将供电阵分流次序遵循单调顺序：
SG_S[1]≤SG_S[2]≤SG_S[3]≤SG_S[4]≤……≤SG_S[n]
依据上式，进行格式化序列的单调性判断，完成供电阵分流控制功能监测。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供了一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法，可有效监测卫星电源分流控制的动态运行情况，增强卫星电源异常的实时检测能力，保障卫星安全，具有良好的工程应用价值；
2、本发明结构合理，使用方便，能够克服现有技术的缺陷。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1，一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法,包括如下步骤：
步骤S1：实时接收星地遥测数据，获取卫星电源的所有分阵电压值，在地面测试时，分阵电压可以通过地面太阳模拟阵设备遥测、卫星遥测获得，卫星在轨时，分阵电压通过卫星遥测获得；
步骤S2：将卫星电源分流控制模式分为3类：S3R型、S4R型以及混合型，不同类型分流控制模式具备不同的分流管理机制，按照控制类型，将卫星电源所有分阵划分为3类；
步骤S3：仅给卫星母线供电的各分阵划归S3R型供电阵，获得此类分阵电压序列；
步骤S4：供电分阵电压序列进行0-1格式化：
SG_S[x]＝(SG[x]>Vbus)？1:0
其中SG[x]为第x个分阵电压，Vbus为母线电压，SG_S[x]为格式化后的分阵序列；当SG[x]>Vbus时，SG[x]为母线供电，SG_S[x]为1，否则SG[x]为部分分流或全分流状态，SG_S[x]为0；
步骤S5：供电阵分流次序应遵循单调顺序：
SG_S[1]≤SG_S[2]≤SG_S[3]≤SG_S[4]≤……≤SG_S[n]
依据上式，进行格式化序列的单调性判断，完成供电阵分流控制功能监测；
步骤S6：给卫星母线、蓄电池供电的各分阵划归S4R型供充阵，获得此类分阵电压序列；
步骤S7：供充分阵电压序列进行0-1-2格式化：
Case SG[x]≥Vbus SG_S[x]＝2
Case Vbus>SG[x]>Vbat SG_S[x]＝1
Default SG_S[x]＝0
其中：SG[x]为第x个分阵电压，Vbus为母线电压，Vbat为蓄电池电压，SG_S[x]为格式化后的分阵序列；若SG_S[x]＝＝2，SG[x]为母线供电，若SG_S[x]＝＝1，SG[x]为蓄电池充电或部分分流，若SG_S[x]＝＝0，SG[x]为部分分流或全分流；
步骤S8：若格式化序列SG_S[]中最小值为0，则以此为分界线，一边升序，一边降序，供充阵能源充足，既满足供电，也可满足充电；若最小值不为0，则代表供充阵能源不充裕，序列为单调序列。依据如下公式进行单调性判断：
In＝min(SG_S[]).index//获得格式化数组SG_S[]最小值位置
If min(SG_S[])＝＝0//格式化数组SG_S[]最小值为0
//以取值为0的分阵SG_S[In]为分界线，一边为降序，一边为升序
SG_S[In]≤SG_S[In+1]≤…≤SG_S[n]//判断是否成立
SG_S[1]≥SG_S[2]≥。。。≥SG_S[In]//判断是否成立
Else
SG_S[n]≥SG_S[n-1]≥…≥SG_S[2]≥SG_S[1]；//判断是否成立
步骤9：仅给蓄电池供电的各分阵划归混合型充电阵，获得此类分阵电压序列；
步骤10：充电阵电压序列进行0-1格式化：
SG_S[x]＝(SG[x]>Vbat)？1:0
其中SG[x]为第x个分阵电压，Vbat为蓄电池电压，SG_S[x]为格式化后的分阵序列；当SG[x]>Vbat时，SG[x]为蓄电池供电，SG_S[x]为1，否则SG[x]为部分分流或全分流状态，SG_S[x]为0；
步骤S11：充电阵分流次序应遵循单调顺序：
SG_S[1]≤SG_S[2]≤SG_S[3]≤SG_S[4]≤……≤SG_S[n]
依据上式，进行格式化序列的单调性判断，完成充电阵分流控制功能监测；
步骤S12：若各类分阵序列排序均检验正常，且母线电压稳定，则分流控制正常，否则分流异常报错；继续接收下一拍遥测数据，从步骤1开始继续循环监测。
综上，实时判定，有效监测卫星电源分流控制的动态运行情况，增强卫星电源异常的实时检测能力，保障卫星安全，具有良好地工程应用价值。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1:实时接收每拍卫星电源的分阵电压遥测，按照分流控制类型，将卫星电源供电分阵进行分组，进行供电序列分流检测，获取供电序列分流检测结果信息；
步骤S2:根据供电序列分流检测结果信息，针对S3R型电源供电阵进行序列单调性检验，判断分流是否正常，获取第一分流是否正常判断结果信息；
步骤S3:根据第一分流是否正常判断结果信息，针对S4R型电源供充阵进行序列升降序检验，判断分流是否正常，获取第二分流是否正常判断结果信息；
步骤S4:根据第二分流是否正常判断结果信息，针对混合型电源充电阵进行序列单调性检验，判断分流是否正常，获取第三分流是否正常判断结果信息；
步骤S5：根据第三分流是否正常判断结果信息，若各类供电序列排序均检验正常，且母线电压稳定，则分流控制正常，否则分流异常报错；继续接收下一拍遥测数据，继续循环监测电源分流状态，获取基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测结果信息。
2.根据权利要求1所述的基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：实时接收星地遥测数据，获取卫星电源的所有分阵电压值；
步骤S1.2：在地面测试时，分阵电压可以通过地面太阳模拟阵设备遥测、卫星遥测获得，卫星在轨时，通过卫星遥测获得分阵电压。
3.根据权利要求1所述的基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：将卫星电源分流控制模式分为3类：S3R型、S4R型以及混合型。
4.一种基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测系统，其特征在于，包括：
模块M1:实时接收每拍卫星电源的分阵电压遥测，按照分流控制类型，将卫星电源供电分阵进行分组，进行供电序列分流检测，获取供电序列分流检测结果信息；
模块M2:根据供电序列分流检测结果信息，针对S3R型电源供电阵进行序列单调性检验，判断分流是否正常，获取第一分流是否正常判断结果信息；
模块M3:根据第一分流是否正常判断结果信息，针对S4R型电源供充阵进行序列升降序检验，判断分流是否正常，获取第二分流是否正常判断结果信息；
模块M4:根据第二分流是否正常判断结果信息，针对混合型电源充电阵进行序列单调性检验，判断分流是否正常，获取第三分流是否正常判断结果信息；
模块M5：根据第三分流是否正常判断结果信息，若各类供电序列排序均检验正常，且母线电压稳定，则分流控制正常，否则分流异常报错；继续接收下一拍遥测数据，继续循环监测电源分流状态，获取基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测结果信息。
5.根据权利要求4所述的基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测系统，其特征在于，所述模块M1包括：
模块M1.1：实时接收星地遥测数据，获取卫星电源的所有分阵电压值；
模块M1.2：在地面测试时，分阵电压可以通过地面太阳模拟阵设备遥测、卫星遥测获得，卫星在轨时，通过卫星遥测获得分阵电压。
6.根据权利要求4所述的基于供电序列分析的卫星电源分流异常检测系统，其特征在于，所述模块M2包括：
模块M2.1：将卫星电源分流控制模式分为3类：S3R型、S4R型以及混合型。
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