发明名称 一种基于智能判读的卫星电源健康状况跟踪与检测方法
摘要 一种基于智能判读的卫星电源健康状况跟踪与检测方法,首先建立基础测试知识库,归集电源分系统遥测参数,总结相关判据,并进行遥测参数采集与处理,然后完成初始健康状况检查和实施健康状态检查,最后根据检查结果进行故障判别和应急操作处理;本发明通过实时监测卫星测试过程中的供电安全,对测试中出现的故障分析与定位,并在紧急情况下执行报警与断电的相关操作,避免了人工监视的误判及错判,最大程度减少了故障损失,提高了测试过程的可靠性与安全性。
申请公布号 CN104297699A 申请公布日期 2015.01.21
申请号 CN201410505467.1 申请日期 2014.09.26
申请人 航天东方红卫星有限公司 发明人 栗琳;张飞宇;姬云龙;李立;曾鸿
分类号 G01R31/40(2014.01)I 主分类号 G01R31/40(2014.01)I
代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 安丽
主权项 一种基于智能判读的卫星电源健康状况跟踪与检测方法,其特征在于步骤如下:(1)采集卫星电源分系统的遥测参数,建立卫星电源分系统相关判据,并将遥测参数和相关判据以数据表格形式进行存储,建立卫星电源基础测试知识库,以供在测试过程中实时自动查询,所述卫星电源分系统相关判据包括范围判据、二值判据和卫星电源分系统遥测参数的故障位置模型,所述范围判据包括卫星电源分系统遥测模拟量参数加电初始范围、卫星电源分系统遥测参数随遥控指令增量范围和卫星电源分系统遥测参数在最大最小负载下的极限范围,所述二值判据包括卫星电源分系统遥测数字量参数加电初始数值;所述卫星电源分系统遥测参数包括速变参数和缓变参数,所述速变参数包括母线电压、蓄电池组电压、负载电流、太阳电池阵电流、充电电流和放电电流,缓变参数包括分流遥测、放电模块工作状态、V/T控制曲线状态、安时计通断状态、充电阵通断状态、电源下位机工作状态、电源安全状态字蓄电池温度;所述故障位置模型包括电源控制器故障、配电器故障、控制分系统供电故障、测控分系统供电故障、星务分系统供电故障、第一载荷区供电故障和第二载荷区供电故障,根据故障的严重程度,每一类故障分为一级故障、二级故障和三级故障;(2)太阳方阵模拟器升电、卫星上下行信道调整完毕,卫星蓄电池接通后卫星达到初始加电状态,地面测试系统通过控制台向卫星电源分系统发送遥控指令,卫星电源分系统接收到遥控指令后,向地面测试分系统发送遥测数据;(3)利用步骤(1)中的卫星电源分系统相关判据对步骤(2)中得到的遥测数据进行初始健康状态检测,对于模拟量遥测数据,若满足卫星电源分系统相关判据中的范围判据,则模拟量遥测数据正常;否则模拟量遥测数据异常;对于数字量遥测数据,若满足卫星电源分系统相关判据中的二值判据,则数字量遥测数据正常;否则数字量遥测数据异常;若所有模拟量遥测数据和数字量遥测数据均正常,则卫星电源分系统初始健康状况检测正常,进入步骤(4);若模拟量遥测数据和数字量遥测数据中有一项或者多项数据异常,则卫星电源分系统初始健康状况检测异常,系统发出报警信息,初始健康状态检测完成后,生成初始健康状况报告,记录卫星电源分系统初始健康状态检测结果;进入步骤(6);(4)根据步骤(1)中的卫星电源分系统相关判据对卫星电源分系统进行实时健康状态检测,所述实时健康状态检测包括卫星电源遥测数据检测、整星供电状态检测和卫星电源遥测数据变化检测;所述卫星电源遥测数据检测包括母线电压检测、负载电流检测和电池电压检测;整星供电状态检测包括电源供电状态检测、电源工作模式检测、太阳方阵模拟器状态检测和蓄电池状态检测;卫星电源遥测数据变化检测包括遥控指令内容检测、参数实际增量检测和参数预测增量检测;所述卫星电源遥测数据检测是将实时接收的母线电压、负载电流和电池电压与步骤(1)卫星电源分系统相关判据中的卫星电源分系统遥测参数在最大最小负载下的极限范围进行比较,若实时接收的母线电压、负载电流和电池电压均处于该范围内,则卫星电源遥测数据检测正常,若实时接收的母线电压、负载电流和电池电压有一个或者多个处于该范围外,则发出报警;所述电源供电状态包括蓄电池单独供电状态、太阳电池阵单独供电状态和蓄电池与太阳电池阵联合供电状态,当太阳电池阵电流等于0且放电电流大于0时,电源分系统处于蓄电池单独供电状态;当太阳电池阵电流大于0,蓄电池放电电流等于0时,电源分系统处于太阳电池阵单独供电状态;当太阳电池阵电流与蓄电池放电电流均大于0时,电源分系统处于蓄电池与太阳电池阵联合供电状态;所述电源工作模式的检测是判断当前电源工作在放电状态、充电状态或是分流状态,以及验证各个状态下电源分系统是否工作正常;若当前时刻卫星电源处于蓄电池单独供电状态或者蓄电池与太阳电池阵联合供电状态,则当前卫星电源工作在放电状态,首先验证能量是否守恒,具体为:蓄电池供电时:放电电流*电池电压=负载电流*母线电压,联合供电时:负载电流*母线电压=放电电流*电池电压+方阵电流*母线电压;其次检测遥测参数是否正常,所述遥测参数包括V/T终止电平、涓流标志位、分流遥测、电池电压、安时计控制标志和放电电量;正常工作时,V/T终止电平为未终止,涓流标志位为0,分流遥测值小于0.5V,电池电压逐渐减小,安时计控制标志为安时计控,放电电量逐渐增加;若当前时刻卫星电源处于太阳电池阵单独供电状态,则首先验证能量是否守恒,具体为:方阵电流*母线电压=分流电流*分阵电压+充电电流*电池电压;其次检测充电电流,若充电电流=0,则蓄电池已充满电,当前电源工作在分流状态,验证遥测参数是否正常;正常工作时,充电电流设定电平为0V,涓流标志位为1,安时计控制标志为安时计控,蓄电池为满电量;若充电电流>0,则蓄电池充电,电源工作在充电状态,若安时计控制标志为V/T曲线状态,则当前时刻充电方式为V/T控制,若安时计控制标志为安时计控制,则当前市况充电方式为安时计控制,分别检测遥测参数是否正常,正常工作时,充电电流大小是否在测试知识库规定范围,电池电压逐渐升高,电池电量、充电电量逐步累加,涓流标志位为0;所述太阳方阵模拟器状态检测具体为:接收卫星电源分系统控制器的分流遥测数据,根据步骤(1)中卫星电源分系统相关判据中的卫星电源分系统遥测参数在最大最小负载下的极限范围,判断太阳方阵模拟器各个分阵所处状态,所述状态包括供电状态、分流状态和调宽状态;所述蓄电池状态检测具体为:接收卫星电源分系统控制器的蓄电池温度、蓄电池电压及蓄电池充电电量数据,若蓄电池温度处于步骤(1)中卫星电源分系统相关判据中的卫星电源分系统遥测参数在最大最小负载下的极限范围内,则蓄电池状态正常,否则蓄电池状态异常,提示报警;若蓄电池电压或者充电电量处于步骤(1)中卫星电源分系统相关判据中的卫星电源分系统遥测参数高于最低门限范围内,则蓄电池状态正常,否则蓄电池状态异常,提示报警;所述卫星电源遥测数据变化检测具体为:用当前遥控指令下卫星电源分系统的变化检测参数值减去前一个遥控指令下卫星电源分系统的变化检测参数值,得到卫星电源分系统的变化检测参数的增量,若该增量处于步骤(1)中卫星电源分系统遥测参数随遥控指令增量范围内,则卫星电源遥测数据变化检测正常,否则卫星电源遥测数据变化检测异常,进入步骤(5);所述卫星电源分系统的变化检测参数包括负载电流、平台供电电流、姿控供电电流、第一载荷区供电电流和第二载荷区供电电流;若卫星电源遥测数据检测、整星供电状态检测和卫星电源遥测数据变化检测均正常,则卫星电源实时健康状态检测正常,否则卫星电源实时健康状态检测异常;(5)判断步骤(4)中卫星电源实时健康状态检测异常故障出现的位置与等级,显示报警信息;具体为:若卫星电源遥测数据变化参数异常,即按照异常电流锁定异常位置,进一步确定故障等级,具体为:若姿控电流增量异常,则控制分系统供电故障;若平台供电电流增量异常,则根据相应遥控指令,判断为电源或者测控分系统供电故障;若第一载荷区供电电流增量异常,则第一载荷区供电故障;若第二载荷区供电电流增量异常,则第二载荷区供电故障;对于每一个出现故障的分系统,若没有遥控指令发送,且其供电电流和供电电压增大并超过其最大负载下的极限值,或采集到遥控指令内容后其关键参数变化大范围超过数据库中的预设增量,则此时该分系统处于一级供电故障;所述关键参数为负载电流、平台供电电流、姿控供电电流、第一载荷区供电电流和第二载荷区供电电流;若没有遥控指令发送,但是根据上一时刻状态判读该分系统为开机状态,且此时其供电电流和供电电压减小并超过其最小负载下的极限值,或采集到遥控指令内容后其关键参数变化在一定程度内超过数据库中预设增量,则该分系统处于二级供电故障;若采集到遥控指令内容后其关键参数并未按照数据库中预设增量发生变化,则此时开机功能故障,该分系统处于三级供电故障;(6)应急操作处理:发生故障报警后,根据故障出现的位置与等级,自动连接控制台发送紧急断电或终止进程序列,保障整星测试安全,具体为:应急操作处理是指建立各个分系统紧急断电序列与整星紧急断电序列,并将应急断电模块与控制台建立连接,发生故障报警后,故障判别显示为一级故障时,自动执行预设的整星紧急断电序列;故障判别显示为二级故障时,自动发送终止故障所属分系统测试进程序列;故障判别显示为三级故障时,不执行断电序列,测试继续进行,待测试结束后处理,初始健康状态检查未通过,默认为一级故障,直接执行整星的紧急断电序列。
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