一种在轨卫星推力器温度异常实时诊断方法

摘要

本发明公开了一种在轨卫星推力器温度异常实时诊断方法。本发明根据在轨卫星历史遥测数据，确定四种工况下推力器温度的物理模型中的参数：向深冷空间的热辐射系数、推力器单位质量因推力器的加热器加热产生的温度增量、推力器单位质量因推进剂燃烧产生的温度增量和推力器单位质量因太阳光照产生的温度增量；根据四种工况下推力器温度的物理模型，对当前监测时刻所处工况下的推力器温度进行实时预测，并根据卫星实际情况外扩一定范围后得到动态的报警门限，实现对轨控过程中推力器的工作状态的实时监测和异常温度报警，进行推力器温度异常实时诊断和预警研究。

主权项

一种在轨卫星推力器温度异常实时诊断方法，其特征在于，包括：步骤一、构建推力器温度的物理模型：T(t+Δt)＝T(t)+ΔT_太阳(t,t+Δt)+ΔT_推进剂+ΔT_加热器‑μη(T(t))⁴Δt     (1)其中，t表示当前监测时间，T(t)表示t时刻推力器的温度，T(t+Δt)表示下一个时刻推力器温度的实时预测值，Δt为监测推力器温度的时间步长；η表示向深冷空间的热辐射系数，μ为修正系数；ΔT_推进剂表示推进剂燃烧产生的温度增量；ΔT_加热器表示推力器的加热器加热产生的温度增量；ΔT_太阳(t,t+Δt)表示太阳光照产生的温度增量；步骤二、根据公式(1)对不同工况下的推力器温度进行预测和参数拟合：工况一：推力器未点火、推力器的加热器关闭，并且不受太阳光照，推力器温度的物理模型为：T(t+Δt)＝T(t)‑η(T(t))⁴Δt                       (2)选择与工况一最相近的推力器温度的在轨遥测数据，并代入公式(2)中确定向深冷空间的热辐射系数η；工况二：推力器点火、推力器的加热器关闭，并且不受太阳光照，推力器温度的物理模型为：T(t+Δt)＝T(t)+ΔT_推进剂‑μη(T(t))⁴Δt                      (3)选择与工况二最相近的推力器温度的在轨遥测数据，并代入公式(3)中确定参数ΔT_推进剂和修正系数μ；工况三：推力器未点火、推力器的加热器打开，并且不受太阳光照，推力器温度的物理模型为：T(t+Δt)＝T(t)+ΔT_加热器‑η(T(t))⁴Δt                     (4)选择与工况三最相近的推力器温度的在轨遥测数据，并代入公式(4)中确定参数ΔT_加热器；工况四：推力器未点火、推力器的加热器关闭，并且受太阳光照，推力器温度的物理模型为：T(t+Δt)＝T(t)+ΔT_太阳(t,t+Δt)‑η(T(t))⁴Δt                     (5)选择与工况四最相近，并且太阳光照条件与在轨卫星当前位置相同的推力器温度的在轨遥测数据，并代入公式(5)中确定ΔT_太阳(t,t+Δt)；步骤三、推力器温度实时预测及异常报警门限的设置：判断当前监测时刻的工况，根据步骤二中该工况下推力器温度的物理模型得到推力器温度的实时预测值，并将该实时预测值外扩±(3～5)℃作为推力器温度异常的报警门限；步骤四、推力器温度异常实时诊断：当监测到的推力器温度在所述报警门限的范围内，则推力器工作正常；当监测到的推力器温度高于所述报警门限的范围时，确定推进剂的燃烧效率高的原因，当温度持续过高时，停止推力器工作；当监测到的推力器温度低于所述报警门限的范围时，确定推进剂的燃烧效率低的原因，及时进行推力器温度异常的处理。