CN114039686B - 自动化半物理卫星能源测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种自动化半物理卫星能源测试系统及方法，所述自动化半物理卫星能源测试系统，包括：模拟仿真设备，用于模拟卫星能源系统中设备的工作特性；能源矩阵箱，与所述模拟仿真设备连接，还与卫星能源系统中的设备连接，用于选通不同的测试线路；控制终端，与所述模拟仿真设备和所述能源矩阵箱连接，用于控制所述能源矩阵箱确定测试线路并根据预设的配置参数和所述测试线路进行卫星能源测试，从而实现在进行卫星能源测试时，无需针对不同的卫星能源系统中的设备搭建不同的测试环境，减少了搭建测试环境的时间，提高了测试效率。

Description

自动化半物理卫星能源测试系统及测试方法

技术领域

本申请涉及卫星能源领域，具体而言，涉及一种自动化半物理卫星能源测试系统及测试方法。

背景技术

在卫星研制过程中，设计卫星能源系统是一个较为重要的环节。为了验证卫星能源系统中各设备的设备功能和性能指标，通常需要匹配设计搭建多种测试环境，通过测试验证设计是否达到预期目的。在整个过程中，需要反复设计并手动搭建多种测试环境进行测试才能达到预期目的，消耗时间长、耗费人力多，从而导致测试效率低的问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种自动化半物理卫星能源测试系统及测试方法，用以改善在进行卫星能源测试时存在的测试效率低的问题。

第一方面，本申请提供一种自动化半物理卫星能源测试系统，包括：模拟仿真设备，用于模拟卫星能源系统中设备的工作特性；能源矩阵箱，与所述模拟仿真设备连接，还与卫星能源系统中的设备连接，用于选通不同的测试线路；控制终端，与所述模拟仿真设备和所述能源矩阵箱连接，用于控制所述能源矩阵箱确定测试线路并根据预设的配置参数和所述测试线路进行卫星能源测试。

在本申请实施例中，模拟仿真设备模拟卫星能源系统中设备的工作特性，与能源矩阵箱连接。卫星能源系统中的设备也与能源矩阵箱连接，通过控制终端控制能源矩阵选择不同的测试通路，形成对卫星能源系统中各设备的测试环境，并根据预设的配置参数进行卫星能源测试。从而在进行卫星能源测试时，无需针对不同的卫星能源系统中的设备搭建不同的测试环境，减少了搭建测试环境的时间，提高了测试效率。

在可选的实施方式中，所述能源矩阵箱包括：多个接口，用于供所述模拟仿真设备和所述卫星能源系统中的设备接入；多个继电器，连接在所述多个接口之间；程控接口，用于与上位机连接，根据所述上位机的控制指令控制所述多个继电器闭合或断开，以连通不同接口形成不同的测试线路。

在本申请实施例中，将外接设备与能源矩阵箱上的接口连接，上位机通过程控接口控制能源矩阵箱中继电器的闭合或断开，以连通不同接口形成不同的测试线路，形成对卫星能源系统中各设备的测试环境。从而在进行卫星能源测试时，无需针对不同的卫星能源系统中的设备搭建不同的测试环境，减少了搭建测试环境的时间，提高了测试效率。

在可选的实施方式中所述多个接口包括被测设备接口组及仿真设备接口组，所述被测设备接口组用于供太阳电池阵、蓄电池组及卫星负载接入，所述仿真设备接口组用于供太阳电池阵列模拟器及卫星等效负载接入；所述测试线路包括太阳电池阵列模拟器连接至等效负载全仿真测试、太阳电池阵列模拟器卫星负载供电测试、蓄电池组放电等效负载测试、蓄电池组卫星负载供电测试、联合供电模拟测试、联合供电测试、太阳电池阵连接至等效负载测试、太阳电池阵连接至卫星负载进行测试、太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至等效负载进行测试、太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至卫星负载进行测试中的任意一种或多种。

在本申请实施例中，通过设置仿真设备接口，在进行卫星能源测试时，用模拟器仿真实际卫星能源设备，发出与实际卫星能源设备相同的电气信号，进行半物理仿真测试，达到验证设计的目的，并减少测试对实际卫星能源设备的损耗。

在可选的实施方式中，所述被测设备接口组包括第一被测设备接口，第二被测设备接口及第三被测设备接口，所述第一被测设备接口用于供所述太阳电池阵接入，所述第二被测设备接口用于供所述蓄电池组接入，所述第三被测设备接口用于供所述卫星负载接入；所述仿真设备接口组包括第一仿真设备接口及第二仿真设备接口，所述第一仿真设备接口用于供所述太阳电池阵列模拟器接入，所述第二仿真设备接口组用于供所述卫星等效负载接入；所述多个继电器包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器；所述第一继电器与第一接口连接，所述第一接口用于与所述太阳电池阵连接；所述第二继电器与第二接口连接，所述第二接口用于与所述蓄电池组连接；所述第三继电器与第三接口连接，所述第三接口用于与所述太阳电池阵列模拟器连接；所述第四继电器与第四接口连接，所述第四接口用于与所述卫星负载连接；所述第五继电器与第五接口连接，所述第五接口用于与所述卫星等效负载连接；所述第一继电器与所述第二继电器并联连接后与所述第四继电器串联连接；所述第三继电器与所述第五继电器串联连接；所述第三继电器、所述第六继电器和所述第四继电器依次串联连接。

在可选的实施方式中，所述程控接口控制所述第三继电器和所述第五继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵列模拟器与所述等效负载导通，形成第一测试线路，所述第一测试线路用于太阳电池阵列模拟器连接至等效负载全仿真测试；所述程控接口控制所述第三继电器、所述第四继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵列模拟器与所述卫星负载导通，形成第二测试线路，所述第二测试线路用于太阳电池阵列模拟器卫星负载供电测试；所述程控接口控制所述第二继电器、所述第五继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述蓄电池组与所述卫星等效负载导通，形成第三测试线路，所述第三测试线路用于蓄电池组放电等效负载测试；所述程控接口控制所述第二继电器和所述第四继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述蓄电池组与所述卫星负载导通，形成第四测试线路，所述第四测试线路用于蓄电池组卫星负载供电测试；所述程控接口控制所述第一继电器、所述第二继电器、所述第五继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵和所述蓄电池组分别与所述卫星等效负载导通，形成第五测试线路，所述第五测试线路用于联合供电模拟测试；所述程控接口控制所述第一继电器、所述第二继电器和所述第四继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵和所述蓄电池组分别与所述卫星负载导通，形成第六测试线路，所述第六测试线路用于联合供电测试；所述程控接口控制所述第一继电器、所述第五继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵与所述卫星等效负载导通，形成第七测试线路，所述第七测试线路用于太阳电池阵连接至等效负载测试；所述程控接口控制所述第一继电器和所述第四继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵与所述卫星负载导通，形成第八测试线路，所述第八测试线路用于太阳电池阵连接至卫星负载进行测试；所述程控接口控制所述第二继电器、所述第三继电器、所述第五继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述蓄电池组和所述太阳电池阵列模拟器分别与所述卫星等效负载导通，形成第九测试线路，所述第九测试线路用于太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至等效负载进行测试；所述程控接口控制所述第一继电器、所述第二继电器、所述第四继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述蓄电池组和所述太阳电池阵列模拟器分别与所述卫星负载导通，形成第十测试线路，所述第十测试线路用于太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至卫星负载进行测试。

在可选的实施方式中，所述被测设备接口组的数量为多组，所述仿真设备接口组的数量与所述被测设备接口组的数量相同且一一对应，各被测设备接口组与对应的仿真设备接口组之间均连接有多个继电器，且连接在各被测设备接口组与对应的仿真设备接口组之间的多个继电器的连接方式相同。

在可选的实施方式中，所述能源矩阵箱，一侧连接太阳电池阵、蓄电池组、阵列模拟器中的一种或多种；另一侧连接卫星负载、等效负载中的一种，实现选通不同的测试线路。

在可选的实施方式中，所述模拟仿真设备包括：太阳电池阵列模拟器，用于模拟太阳电池阵的工作特性；和/或卫星等效负载，用于模拟卫星负载的工作特性。

在可选的实施方式中，所述卫星能源测试系统还包括：交换机，分别与所述控制终端、所述模拟仿真设备和所述能源矩阵箱通信连接。

第二方面，本发明提供一种测试方法，应用于如前述实施方式任一项所述的系统中的控制终端，所述方法包括：控制所述能源矩阵箱确定测试线路；根据预设的配置参数和所述测试线路进行卫星能源测试。

有益效果：

（1）本申请提出一种自动化半物理卫星能源测试系统，采用模拟仿真设备、能源矩阵箱及控制终端（搭载自动测试软件）等通用设备集成为一个自动化半物理卫星能源测试系统。满足卫星能源系统中的太阳电池阵、蓄电池组、卫星负载等设备的功能、性能多种测试。即一个测试系统就满足卫星能源系统相关设备的测试避免了现有技术中能源测试必须多次搭建测试环境的问题，本申请提出的测试系统可根据不同的测试需求进行适应性的调整和自动搭建，提高了测试效率。

（2）采用半物理仿真测试，模拟真实的卫星能源环境，可以验证能源系统的设计。太阳电池阵列模拟器模拟太阳电池阵的工作特性，卫星等效负载模拟卫星负载的负载特性，将研发人员设计的参数导入测试系统，使用模拟仿真设备进行半物理仿真测试，达到验证设计的目的，并减少测试对真实实物的损耗。

（3）采用自动化测试，减少测试人员，提高测试效率。也就是说，控制终端（搭载自动测试软件）可以对系统内各个设备进行自动控制、自动测试。测试人员选择测试项目后，自动测试软件按照测试流程自主的完成各个设备的控制与测试。达到“一键式”测试的效果，节省大量的人力及时间成本，并提高测试效率。

（4）系统自动生成报告：系统自动采集数据、记录数据，算法自动计算得出结论。也就是说，自动化半物理卫星能源测试系统设计有自动采集参数的功能，匹配系统自动化测试软件，系统自动采集测试的数据。测试系统对数据进行记录，分析，与标准数据进行对比（软件算法自动计算），形成测试结论，并保存。系统自动生成报告功能减少了测试数据记录和测试结果判读两个步骤，节约了测试人员，减少了人为误差。

（5）系统智能化：用一台PC机或笔记本作为控制终端，通过网线连接至系统，即可远程控制各个测试设备进行测试试验。也就是说，自动化半物理卫星能源测试系统内的各个设备都可以进行网口远程控制，整个系统使用以太网交换机互联。用一台PC机作为控制终端（搭载系统自动测试软件）通过网线连接至交换机，就可以在这台PC机上远程控制各个测试设备进行测试试验，系统具备了远程控制智能化功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供一种自动化半物理卫星能源测试系统的结构框图；

图2为本申请实施例提供一种能量矩阵箱的外部结构图；

图3为本申请实施例提供一种能量矩阵箱的内部电路连接示意图；

图4为本申请实施例提供一种自动化半物理卫星能源测试系统的外形结构示意图；

图5为本申请实施例提供一种测试方法的流程图。

图标：10-自动化半物理卫星能源测试系统；100-模拟仿真设备；200-能源矩阵箱；300-控制终端；400-交换机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

卫星能源系统可以包括：太阳电池阵，蓄电池组和卫星负载。三者之间关系可以为：

在阴影期，完全由蓄电池组为卫星负载提供能量。

在光照期，太阳电池阵将太阳能转变成电能，完成光照期卫星负载用电和为蓄电池组充电。

在光照期出现短期大功率负载或卫星机动工作使得太阳电池阵输出功率不能满足卫星负载需求时，蓄电池组放电供卫星负载使用，此时处于联合供电模式。

请参阅图1，本申请实施例提供一种自动化半物理卫星能源测试系统10的结构框图，该自动化半物理卫星能源测试系统10可以包括模拟仿真设备100、能源矩阵箱200和控制终端300。

其中，模拟仿真设备100用于模拟卫星能源系统中设备的工作特性；能源矩阵箱200与模拟仿真设备100和卫星能源系统中的设备连接，用于根据控制终端300的控制指令选通不同的测试线路。控制终端300与模拟仿真设备100和能源矩阵箱200连接，用于控制能源矩阵箱确定测试线路并根据预设的配置参数和测试线路进行卫星能源测试。

作为一种可选的实施方式，模拟仿真设备100可以包括：太阳电池阵列模拟器。太阳电池阵列模拟器可以模拟卫星能源系统中太阳电池阵的工作特性进行供电。

具体地，太阳电池阵列模拟器可以具备IV曲线仿真输出功能以及恒压输出、恒流输出、串联和并联输出功能等。太阳电池阵列模拟器还可以具有GPIB、LAN或USB等远程接口，控制终端300可以通过网线与远程接口连接，控制太阳电池阵列模拟器的输出特性（输出功率、输出电压、输出电流）。

本实施例中，太阳电池阵列模拟器为2U高的卫星帆板电源阵列模拟器，具备两个输出模块，每个输出模块最大功率为510W；最大开路电压为65V，最大短路电流为8.5A。输出模式可以为：IV曲线仿真输出、及恒压输出、恒流输出、串联输出和并联输出。

作为一种可选的实施方式，模拟仿真设备100还可以包括：卫星等效负载。卫星等效负载可以模拟卫星负载的工作特性。

具体地，卫星等效负载可以具有远程接口，控制终端300可以通过网线与远程接口连接，控制卫星等效负载的工作特性。例如，控制卫星等效负载的工作时长，负载功率、负载电压等。

本实施例中，卫星等效负载为4U高的电子负载，LAN口程控，具有两个负载模块，每个负载模块最大功率为300W，最大电压为150V，最大短路电流为60A。

以下对能源矩阵箱200进行介绍。

请参阅图2-3，能源矩阵箱200包括多个接口、多个继电器和程控接口。具体地，能源矩阵箱200可以为一箱体，箱体一面上可以设置有多个接口以及程控接口，箱体内部设置有连接在多个接口之间的多个继电器。

接口与外部设备连接，上位机通过程控接口控制继电器的闭合或断开，以连通不同接口，进而连通不同接口上接入的外部设备，形成不同的测试线路。

需要说明的是，本实施例中，外接设备包括太阳电池阵、蓄电池组及卫星负载、太阳电池阵列模拟器及卫星等效负载。

本实施例中，多个接口包括被测设备接口组及仿真设备接口组。被测设备接口组用于供太阳电池阵、蓄电池组及卫星负载接入，仿真设备接口组用于供太阳电池阵列模拟器及卫星等效负载接入。

本实施例中，被测设备接口组包括第一被测设备接口，第二被测设备接口及第三被测设备接口。第一被测设备接口用于供太阳电池阵接入，第二被测设备接口用于供蓄电池组接入，第三被测设备接口用于卫星负载接入。

仿真设备接口组包括第一仿真设备接口及第二仿真设备接口，第一仿真设备接口用于供太阳电池阵列模拟器接入，第二仿真设备接口组用于供卫星等效负载接入。

由于要对各个设备进行能源测试，外部设备之间存在能量交换，因此，各个外部设备通过测试线缆与对应的接口连接。

可选地，接口可以采用4MM红黑香蕉插座。可以理解，此处仅为示例，本申请对接口的种类不作限定，本领域技术人员可以根据外部设备的工作特性选择对应的接口。

多个继电器包括第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4、第五继电器K5、第六继电器K6。

第一继电器K1与第一接口连接，第一接口用于与太阳电池阵连接；第二继电器K2与第二接口连接，第二接口用于与蓄电池组连接；第三继电器K3与第三接口连接，第三接口用于与太阳电池阵列模拟器连接；第四继电器K4与第四接口连接，第四接口用于与卫星负载连接；第五继电器K5与第五接口连接，第五接口用于与卫星等效负载连接；第一继电器K1与第二继电器K2并联连接后与第四继电器K4串联连接；第三继电器K3与第五继电器K5串联连接；第三继电器K3、第六继电器K6和第四继电器K4依次串联连接。

可选地，考虑到设备之间存在较大的电流，为了保证继电器的正常运行以及防止电路短路，继电器可以采用双刀单掷的大电流继电器。

进一步地，本实施例中，能源矩阵箱200上设置有电源开关及指示灯。用户在需要进行卫星能源测试时开启电源开关，测试完毕后关闭开关。指示灯可以用于显示能源矩阵箱200的工作状态。

作为一种可选的实施方式，为了进一步提高测试效率，被测设备接口组的数量可以为多组，仿真设备接口组的数量与被测设备接口组的数量相同且一一对应，各被测设备接口组与对应的仿真设备接口组之间均连接有多个继电器，且连接在各被测设备接口组与对应的仿真设备接口组之间的多个继电器的连接方式相同。

如图2所示，本实施例中，对应每种外接设备（太阳电池阵、蓄电池组及卫星负载、太阳电池阵列模拟器及卫星等效负载），能源矩阵箱200上均设置有2组接口（如图中#1和#2所示）。

需要说明的是，#1对应的接口上的外接设备之间可以实现连通，#1对应的接口的外部设备与#2对应的接口上的外部设备之间相互隔离。本实施例提供的能源矩阵箱200可匹配两个通路，即可以同时对2组外接设备进行测试线路的匹配。

本实施例中，上位机即为控制终端300。控制终端300通过程控接口与能源矩阵箱200连接。

根据测试需求，控制终端300可以控制不同的继电器闭合或导通，从而实现连通不同接口上接入的外部设备，形成不同的测试线路。

在一种可选的实施方式中，在需要进行太阳电池阵列模拟器半物理测试时，先将太阳电池阵列模拟器与卫星等效负载连通，形成第一测试线路，进行测试。对第一测试线路测试完后，将太阳电池阵列模拟器与卫星负载连通，形成第二测试线路，进行测试。

具体地，控制终端300通过程控接口控制第三继电器K3和第五继电器K5闭合，并控制其余继电器断开，使太阳电池阵列模拟器与等效负载导通，形成第一测试线路，第一测试线路用于太阳电池阵列模拟器连接至等效负载全仿真测试。完成测试后，控制第三继电器K3、第四继电器K4和第六继电器K6闭合，并控制其余继电器断开，使太阳电池阵列模拟器与卫星负载导通，形成第二测试线路，第二测试线路用于太阳电池阵列模拟器卫星负载供电测试。

在一种可选的实施方式中，在需要进行蓄电池组供电半物理测试时，先将蓄电池组与卫星等效负载连通，形成第三测试线路，进行测试。对第三测试线路测试完后，将蓄电池组与卫星负载连通，形成第四测试线路，进行测试。

具体地，控制终端300通过程控接口控制第二继电器K2、第五继电器K5和第六继电器K6闭合，并控制其余继电器断开，使蓄电池组与卫星等效负载导通，形成第三测试线路，第三测试线路用于蓄电池组放电等效负载测试。第三测试线路完成测试后，程控接口控制第二继电器K2和第四继电器K4闭合，并控制其余继电器断开，以使蓄电池组与卫星负载导通，形成第四测试线路，四测试线路用于蓄电池组卫星负载供电测试。

在一种可选的实施方式中，在需要进行太阳电池阵和蓄电池组联合供电半物理测试时，先将太阳电池阵和蓄电池组与卫星等效负载连通，形成第五测试线路，进行测试。对第五测试线路测试完后，将蓄电池组与卫星负载连通，形成第六测试线路，进行测试。

具体地，控制终端300通过程控接口控制第一继电器K1、第二继电器K2、第五继电器K5和第六继电器K6闭合，并控制其余继电器断开，使太阳电池阵和蓄电池组与卫星等效负载导通，形成第五测试线路，第五测试线路用于联合供电模拟测试。第五测试线路完成测试后，程控接口控制第一继电器K1、第二继电器K2和第四继电器K4闭合，并控制其余继电器断开，使太阳电池阵和蓄电池组与卫星负载导通，形成第六测试线路，第六测试线路用于联合供电测试。

在一种可选的实施方式中，在需要进行太阳电池阵半物理测试时，先将太阳电池阵与卫星等效负载连通，形成第七测试线路，进行测试。对第七测试线路测试完后，将太阳电池阵与卫星负载连通，形成第八测试线路，进行测试。

具体地，控制终端300通过程控接口控制第一继电器K1、第五继电器K5和第六继电器K6闭合，并控制其余继电器断开，使太阳电池阵与卫星等效负载导通，形成第七测试线路，第七测试线路用于太阳电池阵连接至等效负载测试。第七测试线路完成测试后，程控接口控制第一继电器K1和第四继电器K4闭合，并控制其余继电器断开，使太阳电池阵与卫星负载导通，形成第八测试线路，第八测试线路用于太阳电池阵连接至卫星负载进行测试。

在一种可选的实施方式中，在需要进行太阳电池阵列模拟器和蓄电池组半物理测试时，先将太阳电池阵列模拟器和蓄电池组与卫星等效负载连通，形成第九测试线路，进行测试。对第九测试线路测试完后，将太阳电池阵列模拟器和蓄电池组与卫星负载连通，形成第十测试线路，进行测试。

具体地，控制终端300通过程控接口控制第二继电器K2、第三继电器K3、第五继电器K5和第六继电器K6闭合，并控制其余继电器断开，使太阳电池阵列模拟器和蓄电池组与卫星等效负载导通，形成第九测试线路，第九测试线路用于太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至等效负载进行测试。第九测试线路完成测试后，程控接口控制第一继电器K1、第二继电器K2、第四继电器K4和第六继电器K6闭合，并控制其余继电器断开，使太阳电池阵列模拟器和蓄电池组与卫星负载导通，形成第十测试线路，第十测试线路用于太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至卫星负载进行测试。

需要说明的是，在涉及对太阳电池阵进行测试时，需要提供灯阵模拟太阳光照射至太阳电池阵，使太阳电池阵产生电能。

此外，除了上述各实施例提供的测试线路外，根据实际测试需求，本领域技术人员还可以连通其他的测试线路，例如：将第二继电器K2、第三继电器K3和第六继电器K6闭合，其他继电器断开，实现太阳电池阵列模拟器与蓄电池导通，进而进行太阳电池阵列模拟器对蓄电池组充电测试。本申请对测试线路不做具体限定。

综上所述，本申请通过调整不同继电器的断开和闭合，可实现不同测试线路之间的快速、便捷切换。

作为一种可选的实施方式，自动化半物理卫星能源测试系统10还可以包括交换机400。交换机400分别与控制终端300、模拟仿真设备100和能源矩阵箱200通信连接。交换机400为自动化半物理卫星能源测试系统10的网络互联设备，把系统内所有设备组网，从而达到远程通讯控制的目的。

控制终端300可以为，但不限于台式机、笔记本电脑、工控机等实体设备，还可以是虚拟机等虚拟设备。另外，控制终端300也不一定是单台设备，还可以是多台设备的组合，例如服务器集群，等等。

进一步地，控制终端300上设置有控制程序，用于控制自动化半物理卫星能源测试系统10对卫星能源系统进行测试。

具体地，控制终端300上可以包括：太阳电池阵列模拟器模型仿真模块、卫星等效负载模型仿真模块、能源矩阵箱控制模块和自动化控制测试模块。

其中，太阳电池阵列模拟器模型仿真模块用于模拟太阳电池阵的电源输出特性，控制太阳电池阵列模拟器输出电源。卫星等效负载模型仿真模块用于模拟卫星负载的负载特性，控制卫星等效负载的输出参数。能源矩阵箱控制模块用于远程控制软件，根据测试项目远程控制选通继电器的状态。自动化控制测试模块用于对自动化半物理卫星能源测试系统10进行管理和监控，实现对模拟仿真设备100和能源矩阵箱200的自动测试，自动采集测试数据、对比测试结果、形成并保存测试报告。

以下结合一个具体示例对自动化半物理卫星能源测试系统10的工作流程进行介绍。

本实施例中，控制终端300可以为一台PC终端。该PC终端通过网线与交换机400连接，交换机400也通过网线与太阳电池阵列模拟器、卫星等效负载和能源矩阵箱连接。太阳电池阵、蓄电池组及卫星负载接入通过测试线缆与能源矩阵箱200上的对应接口连接。

以太阳电池阵列模拟器至卫星等效负载全仿真测试为例，详细介绍系统自动测试的流程。

第一步，设计测试场景：太阳电池阵供电电压12V；卫星负载长期待机功率为24W；卫星工作时功率为48W，工作时间长为1h。用太阳电池阵列模拟器至卫星等效负载全仿真测试验证卫星负载工作时的电压电流参数情况并记录，电流参数只记录不判定，电压范围11~13V为合格。

第二步，设置配置参数。

作为一种可选的实施方式，配置参数可以为配置命令行。具体如下：

配置测试时长共为3h：第1h卫星处于待机状态，第2h卫星处于工作状态，第3h卫星又恢复待机状态。

太阳电池设置阵列模拟器输出电压为12V，供电输出时长为3h，模拟卫星太阳电池阵真实的供电特性。

设置卫星等效负载为恒功率模式，第1h卫星等效负载功率为24W，第2h卫星等效负载功率为48W，第3h卫星等效负载功率为24W，模拟卫星负载真实的负载情况。

配置能源矩阵箱程控继电器仅K3K5闭合，其余断开，即太阳电池阵列模拟器至卫星等效负载全仿真测试线路导通。

配置卫星等效负载端的电压范围11~13V为合格。

作为一种可选的实施方式，可以通过配置表格的方式进行配置。具体如下：

名称	情景1	情景2	情景3
				测试项目	太阳电池阵列模拟器至卫星等效负载全仿真测试	太阳电池阵列模拟器至卫星等效负载全仿真测试	太阳电池阵列模拟器至卫星等效负载全仿真测试
卫星等效负载	24W	48W	24W
				太阳电池阵列模拟器	12V	12V	12V
时长	1h	1h	1h
				记录数据1	等效负载端电压	等效负载端电压	等效负载端电压
记录数据2	等效负载端电流	等效负载端电流	等效负载端电流
				等效负载端的合格电压范围	11-13V	11-13V	11-13V

第三步，自动测试。

PC终端通过网络控制各个设备；控制能源矩阵箱内部继电器K3K5闭合，其余断开，太阳电池阵列模拟器至卫星等效负载全仿真测试线路导通。控制卫星等效负载工作模式为恒功率模式，功率为24W；控制太阳电池阵列模拟器输出电压为12V；控制太阳电池阵列模拟器电源输出开关状态为闭合，即打开电源输出。系统开始计时，PC终端通过网络控制卫星等效负载实时采集负载端的电压参数和电流参数，将采集到的电压参数与标准电压进行运算对比，得出合格或不合格结论。进而将采集到电压电流的参数以及是否合格。系统计时满1h，情景1测试完毕。

PC终端控制等效负载的功率参数更改为48W，其余参数不变，自动进入情景2测试，实时采集数据，并形成记录。系统计时满2h，情景2测试完毕。

PC终端控制等效负载的功率参数更改为24W，其余参数不变，自动进入情景3测试，实时采集数据，并形成记录。系统计时满3h，情景3测试完毕。PC终端通过网络控制阵列模拟器电源输出开关为断开，即关闭电源输出；控制能源矩阵箱继电器K3K5断开，恢复默认状态；控制等效负载的工作模式和功率为默认状态。完成测试，生成并保存测试报告。

可以理解，对其他测试线路的测试与上述示例相似，为使说明书简洁，在此不做赘述。

请参阅图4，作为一种可选的实施方式，自动化半物理卫星能源测试系统10的外形可以如图4所示。自动化半物理卫星能源测试系统10采用19英寸标准机柜，高18U，底部可以设置有移动脚轮。系统中各设备均采用19英寸标准上架机箱形式。

需要说明的是，图4中“自动化半物理卫星能源测试系统”为机柜上的标识信息，并不是一个实体设备。

综上所述，本申请实施例提供的自动化半物理卫星能源测试系统中，将被测设备和模拟仿真设备与能源矩阵箱上的接口连接，通过控制能源矩阵箱中继电器的闭合或断开，以连通不同接口形成不同的测试线路，满足卫星能源系统中各设备的测试环境，无需重复搭建多种测试环境，提高了测试效率。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供一种测试方法。请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种测试方法的流程图，该测试方法应用于前述实施方式的控制终端300，该方法可以包括如下步骤：

步骤101：控制能源矩阵箱确定测试线路；

步骤102：根据预设的配置参数和测试线路进行卫星能源测试。

可以理解，本申请实施例提供的测试方法与前述实施方式中自动化半物理卫星能源测试系统10的工作流程对应，为使说明书简洁，相同或相近部分可互相参照，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动化半物理卫星能源测试系统，其特征在于，包括：

模拟仿真设备，用于模拟卫星能源系统中设备的工作特性；

能源矩阵箱，与所述模拟仿真设备连接，还与卫星能源系统中的设备连接，用于选通不同的测试线路；

控制终端，与所述模拟仿真设备和所述能源矩阵箱连接，用于控制所述能源矩阵箱确定测试线路并根据预设的配置参数和所述测试线路进行卫星能源测试；

所述能源矩阵箱包括：

多个接口，用于供所述模拟仿真设备和所述卫星能源系统中的设备接入；

所述多个接口包括被测设备接口组及仿真设备接口组，所述被测设备接口组用于供太阳电池阵、蓄电池组及卫星负载接入，所述仿真设备接口组用于供太阳电池阵列模拟器及卫星等效负载接入；所述测试线路包括太阳电池阵列模拟器连接至等效负载全仿真测试、太阳电池阵列模拟器卫星负载供电测试、蓄电池组放电等效负载测试、蓄电池组卫星负载供电测试、联合供电模拟测试、联合供电测试、太阳电池阵连接至等效负载测试、太阳电池阵连接至卫星负载进行测试、太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至等效负载进行测试、太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至卫星负载进行测试中的任意一种或多种。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能源矩阵箱包括：

多个继电器，连接在所述多个接口之间；

程控接口，用于与上位机连接，根据所述上位机的控制指令控制所述多个继电器闭合或断开，以连通不同接口形成不同的测试线路。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述被测设备接口组包括第一被测设备接口，第二被测设备接口及第三被测设备接口，所述第一被测设备接口用于供所述太阳电池阵接入，所述第二被测设备接口用于供所述蓄电池组接入，所述第三被测设备接口用于供所述卫星负载接入；所述仿真设备接口组包括第一仿真设备接口及第二仿真设备接口，所述第一仿真设备接口用于供所述太阳电池阵列模拟器接入，所述第二仿真设备接口组用于供所述卫星等效负载接入；所述多个继电器包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器；

所述第一继电器与第一接口连接，所述第一接口用于与所述太阳电池阵连接；所述第二继电器与第二接口连接，所述第二接口用于与所述蓄电池组连接；所述第三继电器与第三接口连接，所述第三接口用于与所述太阳电池阵列模拟器连接；所述第四继电器与第四接口连接，所述第四接口用于与所述卫星负载连接；所述第五继电器与第五接口连接，所述第五接口用于与所述卫星等效负载连接；所述第一继电器与所述第二继电器并联连接后与所述第四继电器串联连接；所述第三继电器与所述第五继电器串联连接；所述第三继电器、所述第六继电器和所述第四继电器依次串联连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述程控接口控制所述第三继电器和所述第五继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵列模拟器与所述卫星等效负载导通，形成第一测试线路，所述第一测试线路用于太阳电池阵列模拟器连接至等效负载全仿真测试；所述程控接口控制所述第三继电器、所述第

四继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵列模拟器与所述卫星负载导通，形成第二测试线路，所述第二测试线路用于太阳电池阵列模拟器卫星负载供电测试；

所述程控接口控制所述第二继电器、所述第五继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述蓄电池组与所述卫星等效负载导通，形成第三测试线路，所述第三测试线路用于蓄电池组放电等效负载测试；所述程控接口控制所述第二继电器和所述第四继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述蓄电池组与所述卫星负载导通，形成第四测试线路，所述第四测试线路用于蓄电池组卫星负载供电测试；

所述程控接口控制所述第一继电器、所述第二继电器、所述第五继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵和所述蓄电池组分别与所述卫星等效负载导通，形成第五测试线路，所述第五测试线路用于联合供电模拟测试；所述程控接口控制所述第一继电器、所述第二继电器和所述第四继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵和所述蓄电池组分别与所述卫星负载导通，形成第六测试线路，所述第六测试线路用于联合供电测试；

所述程控接口控制所述第一继电器、所述第五继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵与所述卫星等效负载导通，形成第七测试线路，所述第七测试线路用于太阳电池阵连接至等效负载测试；所述程控接口控制所述第一继电器和所述第四继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述太阳电池阵与所述卫星负载导通，形成第八测试线路，所述第八测试线路用于太阳电池阵连接至卫星负载进行测试；

所述程控接口控制所述第二继电器、所述第三继电器、所述第五继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述蓄电池组和所述太阳电池阵列模拟器分别与所述卫星等效负载导通，形成第九测试线路，所述第九测试线路用于太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至等效负载进行测试；所述程控接口控制所述第一继电器、所述第二继电器、所述第四继电器和所述第六继电器闭合，并控制其余继电器断开，以使所述蓄电池组和所述太阳电池阵列模拟器分别与所述卫星负载导通，形成第十测试线路，所述第十测试线路用于太阳电池阵列模拟器和蓄电池组连接至卫星负载进行测试。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被测设备接口组的数量为多组，所述仿真设备接口组的数量与所述被测设备接口组的数量相同且一一对应，各被测设备接口组与对应的仿真设备接口组之间均连接有多个继电器，且连接在各被测设备接口组与对应的仿真设备接口组之间的多个继电器的连接方式相同。

6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述能源矩阵箱，一侧连接太阳电池阵、蓄电池组、阵列模拟器中的一种或多种；另一侧连接卫星负载、等效负载中的一种，实现选通不同的测试线路。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模拟仿真设备包括：

太阳电池阵列模拟器，用于模拟太阳电池阵的工作特性；和/或卫星等效负载，用于模拟卫星负载的工作特性。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述卫星能源测试系统还包括：交换机，分别与所述控制终端、所述模拟仿真设备和所述能源矩阵箱通信连接。

9.一种测试方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的系统中的控制终端，所述方法包括：

控制所述能源矩阵箱确定测试线路；

根据预设的配置参数和所述测试线路进行卫星能源测试。

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