一种在轨卫星太阳电池阵输出电流的故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种在轨卫星太阳电池阵输出电流的故障诊断方法。本发明结合真实的在轨卫星遥测历史数据、在轨卫星太阳电池阵在轨衰减情况与太阳入射光强和阳光矢量与轨道面夹角等物理参数提出了一种经过简化的太阳电池阵输出电流的半物理模型，利用ε·(cosβ)ⁿ优化太阳电池阵输出电流的物理模型，并在此基础上得到太阳电池阵输出电流的动态报警门限，从而更准确合理地进行太阳电池阵的故障诊断，提高故障诊断精度的同时，大大降低了漏报的风险，而且本发明的模型计算量适中，便于工程实现。

主权项

一种在轨卫星太阳电池阵输出电流的故障诊断方法，其特征在于，包括：步骤1:计算在轨卫星的太阳入射光强W_sun(t)，其中t表示时间；步骤2：根据在轨卫星遥测的历史数据得到太阳电池阵实际输出电流I_方阵(t)；步骤3：构建优化的太阳电池阵输出电流物理模型并计算太阳电池阵拟合输出电流I_拟合(t)；本步骤中，根据在轨卫星遥测历史数据，得到太阳入射光强W_sun(t)和太阳电池阵实际输出电流I_方阵(t)之间的形变因子ε·(cosβ)ⁿ，构建优化的太阳电池阵输出电流物理模型：I_物理(t)＝ε·(cosβ)ⁿ·W_sun(t)    (2)其中，ε为在轨卫星太阳电池阵在轨日衰减因子，β为阳光矢量与轨道面夹角，n为大于‑1的负数；将I_物理(t)向I_方阵(t)逼近，得到太阳电池阵拟合输出电流I_拟合(t)：I_拟合(t)＝a·I_物理(t)+b＝a·ε·(cosβ)ⁿ·W_sun(t)+b    (3)其中，a和b分别为一次项系数和常数项；步骤4：确定太阳电池阵在轨监测电流I_监测(t)：当太阳电池阵不受遮挡时，I_监测(t)等于I_拟合(t)；当太阳电池阵受星体或大型天线遮挡时，测量太阳电池阵受遮挡面积对应的电流值I_遮挡，则I_监测(t)＝I_拟合(t)‑I_遮挡；当在轨卫星处于本影期间时，I_监测(t)＝0；当在轨卫星处于半影期间时，测量此时太阳电池阵受遮挡面积对应的电流值I_半影，则I_监测(t)＝I_拟合(t)‑I_半影；步骤5：设置故障诊断门限在轨监测时，根据在轨卫星遥测的历史数据，将I_监测(t)±(2～2.5)A作为适用于该在轨卫星太阳电池阵输出电流的故障诊断门限；步骤6：进行故障诊断：如果当前时间测得的在轨卫星太阳电池阵输出电流在所述故障诊断门限的范围内，则判定太阳电池阵工作正常；如果当前时间测得的在轨卫星太阳电池阵输出电流高于所述故障诊断门限，则在轨卫星设备的供电偏高，采取调整太阳电池阵的姿态或添加负载的措施来减轻分流设备的负担；如果当前时间测得的在轨卫星太阳电池阵输出电流低于所述故障诊断门限，进一步判断太阳电池阵的功率是否满足供电需求，如果功率满足供电，判定太阳电池阵工作正常，继续监测；如果出现功率不足的情况，适当减少负载。