一种航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法及系统

专利检索2025-08-10  4


本发明涉及航天器信息设计领域,尤其是涉及一种航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法及系统。


背景技术:

1、航天器在轨飞行需要持续不断的能量供给,而基于太阳帆板光伏系统发电和蓄电池储能的方式是航天器能源系统主流的设计方案。航天器发射前及发射过程中转入蓄电池供电模式,航天器入轨后的第一个关键事件即为帆板展开。太阳帆板作为能源系统的关键部件,若入轨后展开异常则属于重大故障,可能会导致飞行任务失败。所以航天器入轨后需尽快完成太阳帆板展开动作,以便尽快获取充足的能源开展后续任务。

2、航天器入轨后帆板展开的一般方法是由地面人员根据帆板展开状态判断是否展开正常,若正常则向中心计算机发送后续飞行程序;若异常则按照故障预案发送应急飞行程序给中心计算机,进行故障处置。但是,人为判断的方式难以避免地存在误判的情况,且耗费较大的人力资源和时间资源,因此,如何提高航天器帆板在轨展开的可靠性、正确性和自主性,进而节约人力和时间成本,成为本领域需要解决的问题。


技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的人为判断的方式难以避免地存在误判,且耗费较大的人力资源和时间资源的缺陷而提供一种航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

3、根据本发明的第一方面,提供一种航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法,包括以下步骤:

4、获取连续多个通信周期内帆板展开状态对应的遥测参数;

5、根据所述遥测参数,初步判断是否完成帆板展开并锁定正常,若为是,则自主控制帆板捕获太阳,若为否,则进行自主故障处置;

6、根据经过自主故障处置的遥测参数,再次判断是否完成帆板展开并锁定正常,若为是,则自主控制帆板捕获太阳,若为否,则终止自主处置。

7、作为优选的技术方案,所述帆板展开状态对应的遥测参数的获取过程包括,根据预设的飞行程序依次发送帆板解锁指令和加电指令,自动执行帆板展开动作,并获取对应的遥测参数。

8、作为优选的技术方案,所述自主控制帆板捕获太阳的过程包括,自主生成并发送帆板展开正常指令和帆板捕获太阳指令。

9、作为优选的技术方案,所述自主故障处置的过程包括,自主生成并发送清除正常飞行程序指令和转入偏航模式指令,利用偏航飞行完成帆板锁定。

10、作为优选的技术方案,所述终止自主处置的过程包括,自主生成并发送转入三轴对地模式指令,并通知地面决策进行相应的故障处置。

11、根据本发明的第二方面,提供一种航天器入轨后太阳帆板自主展开处置系统,包括信号连接的遥测采集模块、遥测判断模块和自主处置模块,

12、所述遥测采集模块用于获取连续多个通信周期内帆板展开状态对应的遥测参数,并发送至所述遥测判断模块;

13、所述遥测判断模块用于接收并根据所述遥测参数初步判断是否完成帆板展开并锁定正常,得到第一判断结果,以及根据经过自主故障处置的遥测参数,再次判断是否完成帆板展开并锁定正常,得到第二判断结果,并将判断结果发送至所述自主处置模块;

14、所述自主处置模块用于根据所述遥测判断模块的判断结果进行自主处置,当所述第一判断结果或所述第二判断结果正常时,自主控制帆板捕获太阳,当所述第一判断结果非正常时,进行自主故障处置;当所述第二判断结果非正常时,终止自主处置。

15、作为优选的技术方案,所述遥测采集模块包括遥测采集设备,所述遥测判断模块包括中心计算机,所述自主处置模块包括姿轨控计算机、调姿机构、指令发送设备、驱动器、驱动机构、火工控制装置和太阳帆板,

16、所述中心计算机接收并根据所述遥测参数判断是否完成帆板展开并锁定正常,并将相应的处置指令发送至所述姿轨控计算机和所述指令发送设备;

17、所述姿轨控计算机接收并响应所述中心计算机的指令,驱动所述调姿机构调整实现飞行姿态;

18、所述指令发送设备接收并响应所述中心计算机的指令,通过所述驱动器控制所述驱动机构,所述驱动机构控制所述太阳帆板展开或收拢,同时向所述火工控制装置发送控制指令;

19、所述火工控制装置接收所述控制指令,并控制所述太阳帆板压紧解锁。

20、作为优选的技术方案,所述帆板展开状态对应的遥测参数的获取过程包括,所述中心计算机根据预设的飞行程序依次向所述指令发送设备发送帆板解锁指令和加电指令,所述指令发送设备向所述驱动器发送所述加电指令,并向所述火工控制装置发送所述帆板解锁指令。

21、作为优选的技术方案,所述自主控制帆板捕获太阳的过程包括,当所述中心计算机初步判断完成帆板展开并锁定正常时,自主生成帆板展开正常指令发送至所述姿轨控计算机,所述姿轨控计算机接收指令后,生成并发送帆板捕获太阳指令至所述驱动器。

22、作为优选的技术方案,所述自主故障处置的过程包括,当所述中心计算机初步判断完成帆板展开并锁定非正常时,自主生成清除正常飞行程序指令和转入偏航模式指令并发送至所述姿轨控计算机,利用偏航飞行完成帆板锁定。

23、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

24、1、本发明在初次判断太阳帆板展开状态和锁定处于正常状态时,自主控制帆板捕获太阳,反之则进行自主故障处置,相对于依靠地面人员判断或故障后发送飞行程序实现航天器入轨初期的帆板展开方法,该方法可实现航天器太阳帆板在正常或故障状态下的自主展开,与传统的航天器飞行程序注入控制方法相配合,能确保在无测控通信支持情况下航天器帆板在轨展开的可靠性和正确性,提高了航天器入轨初期帆板展开功能实现的健壮性和自主性。

25、2、本发明在处置正常或故障状态下的太阳帆板过程中,无需消耗人力,实施简单、安全可靠,有效提高了综合电子系统的自主管理水平。



技术特征:

1.一种航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法,其特征在于,所述帆板展开状态对应的遥测参数的获取过程包括,根据预设的飞行程序依次发送帆板解锁指令和加电指令,自动执行帆板展开动作,并获取对应的遥测参数。

3.根据权利要求1所述的航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法,其特征在于,所述自主控制帆板捕获太阳的过程包括,自主生成并发送帆板展开正常指令和帆板捕获太阳指令。

4.根据权利要求1所述的航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法,其特征在于,所述自主故障处置的过程包括,自主生成并发送清除正常飞行程序指令和转入偏航模式指令,利用偏航飞行完成帆板锁定。

5.根据权利要求1所述的航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法,其特征在于,所述终止自主处置的过程包括,自主生成并发送转入三轴对地模式指令,并通知地面决策进行相应的故障处置。

6.一种航天器入轨后太阳帆板自主展开处置系统,其特征在于,包括信号连接的遥测采集模块、遥测判断模块和自主处置模块,

7.根据权利要求6所述的航天器入轨后太阳帆板自主展开处置系统,其特征在于,所述遥测采集模块包括遥测采集设备,所述遥测判断模块包括中心计算机,所述自主处置模块包括姿轨控计算机、调姿机构、指令发送设备、驱动器、驱动机构、火工控制装置和太阳帆板,

8.根据权利要求7所述的航天器入轨后太阳帆板自主展开处置系统,其特征在于,所述帆板展开状态对应的遥测参数的获取过程包括,所述中心计算机根据预设的飞行程序依次向所述指令发送设备发送帆板解锁指令和加电指令,所述指令发送设备向所述驱动器发送所述加电指令,并向所述火工控制装置发送所述帆板解锁指令。

9.根据权利要求7所述的航天器入轨后太阳帆板自主展开处置系统,其特征在于,所述自主控制帆板捕获太阳的过程包括,当所述中心计算机初步判断完成帆板展开并锁定正常时,自主生成帆板展开正常指令发送至所述姿轨控计算机,所述姿轨控计算机接收指令后,生成并发送帆板捕获太阳指令至所述驱动器。

10.根据权利要求7所述的航天器入轨后太阳帆板自主展开处置系统,其特征在于,所述自主故障处置的过程包括,当所述中心计算机初步判断完成帆板展开并锁定非正常时,自主生成清除正常飞行程序指令和转入偏航模式指令并发送至所述姿轨控计算机,利用偏航飞行完成帆板锁定。


技术总结
本发明涉及航天器信息设计领域,尤其是涉及一种航天器入轨后太阳帆板自主展开处置方法及系统。该方法获取连续多个通信周期内帆板展开状态对应的遥测参数后,根据遥测参数初步判断是否完成帆板展开并锁定正常,若为是,则自主控制帆板捕获太阳,若为否,则进行自主故障处置,接着根据经过自主故障处置的遥测参数,再次判断是否完成帆板展开并锁定正常,若为是,则自主控制帆板捕获太阳,若为否,则终止自主处置。与现有技术相比,本发明具有实施简单、安全可靠,可实现太阳帆板在正常或故障状态下的自主展开功能,提高航天器入轨初期帆板展开功能实现的健壮性和自主性等优点。

技术研发人员:陈朝基,訚耀保,刘小雪,卜王辉,金桦涛,王昕怡
受保护的技术使用者:同济大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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