CN101713818B - 一种卫星电源分系统工作状态自动判读系统 - Google Patents

Abstract

一种卫星电源分系统工作状态自动判读系统，包括电源数据采集模块、电源数据归一化处理模块、电源数据处理模块、电源工作状态调度模块、电源工作状态判读模块、电源工作状态异常报警模块和图形化显示模块。本发明根据采集处理的电源分系统遥测数据工程值和地面测试设备数据工程值从电源工作状态数据库中自动调用相应的判据，根据判据对电源分析的工作状态进行实时判断、报警、显示，降低了测试人员的工作强度，解决了人工监视判断过程中，因人而异，容易出错等问题，确保了电源分系统工作状态判读的一致性，提高了卫星电源分系统的工作可靠性。

Description

一种卫星电源分系统工作状态自动判读系统

技术领域

本发明是一种卫星电源分系统工作状态自动判读系统，特别是一种基于卫星遥测参数和地面设备采集参数联合判断卫星电源分系统工作状态的自动判读系统。

背景技术

卫星电源分系统为整个卫星正常运行提供稳定的电源，电源分系统的工作状态直接关系到卫星整体的状态以及卫星的安全。目前电源分系统的工作状态多由测试人员根据测试过程中获得的电源分系统参数，通过手工计算方式或者根据测试经验来判定电源分系统的工作状态。由于电源分系统参数数量大，测试人员的技术水平和测试经验各不相同，因此造成依赖外界因素比较多、测试人员工作量大、工作效率低，同时难以保证判读的实时性和可靠性。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供了一种卫星电源分系统工作状态自动判读系统，解决了电源分系统工作状态的自动监视、自动判读和异常报警问题，降低了测试人员的工作强度、提高了测试效率和判读的可靠性。

本发明的技术解决方案：一种卫星电源分系统工作状态自动判读系统，包括电源数据采集模块、电源数据归一化处理模块、电源数据处理模块、电源工作状态调度模块、电源工作状态判读模块、电源工作状态异常报警模块和图形化显示模块；

电源数据采集模块，接收电源分系统的遥测数据和地面测试设备数据；

电源数据归一化处理模块，将电源数据采集模块接收的遥测数据和地面测试设备数据进行归一化处理形成统一格式的电源分系统数据；

电源数据处理模块，对经过归一化处理的电源分系统遥测数据进行解格式处理，得到电源分系统遥测数据的工程值，同时电源数据处理模块直接获取经过归一化处理的电源分系统地面测试设备数据的工程值；

电源工作状态调度模块，根据电源数据处理模块处理的电源分系统遥测数据工程值和地面测试设备数据工程值所对应的参数代号，从电源工作状态数据库中调取与该参数代号相对应的判据；

电源工作状态判读模块，利用电源工作状态调度模块调取的判据对电源数据处理模块处理后的电源分系统遥测数据工程值和地面测试设备数据工程值进行判断，确定出卫星电源分系统的供电方式以及电源分系统的工作状态；

电源工作状态异常报警模块，当电源分系统中的参数发生异常变化时进行异常报警；

图形化显示模块，显示电源分系统的数据处理结果和异常报警信息。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明根据采集处理的电源分系统遥测数据工程值和地面测试设备数据工程值从电源工作状态数据库中自动调用相应的判据，根据判据对电源分析的工作状态进行实时判断、报警、显示，降低了测试人员的工作强度，解决了人工监视判断过程中，因人而异，容易出错等问题，确保了电源分系统工作状态判读的一致性，提高了卫星电源分系统的工作可靠性。

附图说明

图1为本发明的系统组成结构示意图；

图2为本发明的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，基于卫星电源分系统工作状态的自动判读系统，主要包括电源数据采集模块、电源数据归一化处理模块、电源数据处理模块、电源工作状态调度模块、电源工作状态判读模块、电源工作状态异常报警模块和图形化显示模块。

电源数据采集模块包含电源分系统遥测数据的接收和电源分系统地面测试设备数据的接收。电源分系统遥测数据的接收主要接收卫星的实时下行遥测帧，经过处理，获取电源分系统遥测参数的原码值和工程值；地面测试设备数据的接收主要是采集地面供电设备的输出数据。地面测试设备中有些设备主要采集电源分系统的工作电压，有些设备采集电源分系统的工作电流，另外一些设备主要采集电源分系统的单机开关机状态，还有一些设备采集电源分系统的温度、压力、压强、速率、加速度等其他物理量。

电源数据归一化处理模块主要用于统一采集数据的格式。由于电源数据的输入源、设备采样值不同，数据格式之间存在差异，通过数据归一化处理模块将数据格式进行调整，为后续电源数据处理模块提供标准的、统一的、格式化的数据。例如：有些采样设备是串口通信，有些采样设备是并口通信，有些采样设备是TCP/IP通信，还有些是GPIB通信接口，有些设备是低速率、低数据量运行，有些是高速率、高数据量工作，数据归一化处理模块要提供统一的采样设备管理接口、统一的采样数据输出接口，将不同的采样设备抽象成标准化接口设备，统一管理方式、采样数据格式等。

电源数据处理模块对经过归一化处理的电源分系统数据进行解格式处理，接收到的遥测帧依据约定好的数据帧格式协议，对遥测帧进行解帧计算处理，通过进行原码值计算、校准计算、公式计算三阶段的计算处理，获取遥测参数的原码值和工程值。遥测帧数据按照R×C组成的原码数据矩阵块传输，横轴(R)表示帧数，竖轴(C)表示路数。数据格式化协议描述遥测参数在原码数据矩阵块中的帧数和路数，校准计算方法和公式计算方法及必要的计算系数等计算输入信息。原码值计算是从原码数据矩阵块中抽取出遥测参数的原码的过程。校准计算是以遥测参数的原码为输入，同校准基准参数标定，获取遥测参数物理量的过程。公式计算是以遥测参数原码或者遥测参数物理量为输入，调用计算调整系数，代入相应的数学计算公式进行数学公式计算，计算出遥测参数工程值的过程。

卫星电源分系统中太阳电池方阵单独供电、星上蓄电池组单独供电及太阳电池方阵和星上蓄电池组联合供电3种供电方式。当太阳电池阵电流大于零，且蓄电池放电电流等于零时，电源分系统处于太阳电池阵单独供电状态，当太阳电池阵等于零，放电电流大于零时，电源分系统处于蓄电池单独供电状态，当太阳电池阵电流及放电电流均大于零时，则电源分系统处于联合供电状态。电源工作状态数据库主要设置三种供电方式的关键参数以及参数的取值范围，最终形成电源工作状态数据库。电源分系统的三种供电方式的判读依据为蓄电池组的放电电流和太阳电池阵电流(但不拘束于这两个关键参数，根据需要可以任意添加关键参数)

电源工作状态调度模块，处理的电源分系统遥测数据工程值和地面测试设备数据工程值所对应的参数代号，从电源工作状态数据库中调取与该参数代号相对应的判据；

电源工作状态判读模块主要根据电源工作状态调度模块中提供的判读依据对处理后的电源分系统遥测数据工程值和地面测试设备数据工程值进行判断，确定出卫星电源分系统的供电方式以及电源分系统的工作状态；

如果当前电源分系统处于太阳电池阵单独供电状态，则通过判断充电电流确定电源分系统处于充电状态(充电电流大于零)或分流状态(充电电流等于零，蓄电池已充满)。如果处于充电状态，则通过判断以下参数，给出该状态下电源分系统是否正常的结论：通过能量守恒定律(太阳电池阵供出的电能与充电电能、卫星负载所消耗的电能以及分流的电能之和相等)、充电电流大小(处于第一阶段或第二阶段时充电电流大小是否在设计的范围内)、蓄电池电压(蓄电池电压随着充电的进行逐渐升高)、电池电量(在安时计启控后，电池电量、充电电量逐渐增加)、太阳电池阵分流状态(通过地面太阳电池阵模拟器各分阵处于供电或分流状态，验证该状态的正确性)，安时计控制状态(第一次加电为VT曲线控制，VT曲线控制蓄电池充满后为安时计控制方式)，涓流标志位(非涓流)等；如果电源分系统处于分流状态，则通过判断以下参数，给出该状态下电源分系统是否正常的结论：通过能量守恒定律(太阳电池阵供出的电能与卫星负载所消耗的电能以及分流的电能之和相等)，太阳电池阵分流状态(通过地面太阳电池阵模拟器各分阵处于供电或分流状态，验证该状态的正确性)，蓄电池电量(满电量)，涓流标志位(涓流)等。如果当前电源分系统处于蓄电池单独供电或联合供电状态，则主要通过判断母线电压及主误差放大器电压是否在放电域范围内，蓄电池电压的大小(随着放电的进行逐渐减小)，电池电量的大小(在安时计启控后，电池电量逐渐减小，放电电量逐渐增加)，以及蓄电池与供出的电能是否与负载消耗的电能守恒，来给出该状态下电源分系统是否正常的结论。

电源工作状态异常报警模块，当电源分系统中的参数发生异常变化时进行异常报警；

图形化显示模块，显示电源分系统的数据处理结果和异常报警信息。显示信息包括电源分系统工作状态、监视参数和报警信息。

如图2所示，本发明的工作流程如下：

(1)建立卫星电源分系统三种供电方式的关键参数以及参数的取值范围，生成电源工作状态数据库；

(2)接收卫星的下行实时遥测帧，采集地面测试设备的输出数据；

(3)将采集的数据进行调整，统一数据的格式，为后续电源数据处理模块提供标准的、统一的、格式化的数据。

(4)对接收到的遥测帧进行解帧处理，获取遥测参数的原码值和工程值，同时直接获取经过归一化处理的电源分系统地面测试设备数据的工程值。

(5)对电源工作状态进行判读，根据当前接收到的数据工程值所对应的参数代号，从电源工作状态数据库中调取与该参数代号相对应的判据，确定电源分系统中蓄电池组和太阳电池阵的供电方式并确定电源分系统的工作状态；

(6)判定电源工作方式和电源工作状态是否存在异常，如果存在异常，则进行报警处理，并以图形化的形式进行报警显示；如果不存在异常，则以图形界面方式显示电源分系统的工作状态和电源分系统遥测数据和地面测试设备的工程值。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (1)

1.一种卫星电源分系统工作状态自动判读系统，其特征在于：包括电源数据采集模块、电源数据归一化处理模块、电源数据处理模块、电源工作状态调度模块、电源工作状态判读模块、电源工作状态异常报警模块和图形化显示模块；

电源数据采集模块，接收电源分系统的遥测数据和地面测试设备数据；

电源数据归一化处理模块，将电源数据采集模块接收的遥测数据和地面测试设备数据进行归一化处理形成统一格式的电源分系统数据；

电源数据处理模块，对经过归一化处理的电源分系统遥测数据进行解格式处理，得到电源分系统遥测数据的工程值，同时电源数据处理模块直接获取经过归一化处理的电源分系统地面测试设备数据的工程值；

电源工作状态调度模块，根据电源数据处理模块处理的电源分系统遥测数据工程值和地面测试设备数据工程值所对应的参数代号，从电源工作状态数据库中调取与该参数代号相对应的判据；

电源工作状态判读模块，利用电源工作状态调度模块调取的判据对电源数据处理模块处理后的电源分系统遥测数据工程值和地面测试设备数据工程值进行判断，确定出卫星电源分系统的供电方式以及电源分系统的工作状态；

电源工作状态异常报警模块，当电源分系统中的参数发生异常变化时进行异常报警；

图形化显示模块，显示电源分系统的数据处理结果和异常报警信息。

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