[发明专利]一种航天器滑环电阻状态监测装置及方法

权利要求书

1.一种航天器滑环电阻状态监测装置，其特征在于，包括敏感元模块、信号调理采集模块、信号处理模块和无线通讯模块；

所述敏感元模块位于所述滑环靠近太阳能帆板供电线一侧，连接在被监测滑环电能传输通路上的电刷之间，采集电流和电压信号；所述敏感元模块与监测的滑环电阻数量相同，一一对应连接；

所述信号调理采集模块对所述敏感元模块采集到的电流和电压信号进行幅值调理和降噪后进行AD变换，得到数字化电流和电压信号；

所述信号处理模块根据数字化电流和电压信号，计算滑环的实时电阻值R(t)；根据标准环路电阻R_标(t)计算接触电阻ΔR(t)；根据接触电阻ΔR(t)的大小，判定滑环是否出现故障；

所述标准环路电阻R_标(t)为动态电阻值，为对多路滑环监测获得电阻值滤波后再取平均后得到的电阻值；

所述无线通讯模块采用无线通讯方式实时传输出现的故障信息，定时传输所述信号处理模块的监测数据。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述敏感元模块包括电压采集组件和电流采集组件；

所述电压采集组件由电压传感器件构成，实时测量电刷两端电压信号；

所述电流采集组件由电流传感器件构成，实时测量滑环电能传输通路上的电流信号；

所述电压采集组件和电流采集组件的采集频率大于等于3.6Hz。

3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述接触电阻ΔR(t)＝R(t)-R_标(t)，比较接触电阻ΔR(t)与设置的监测阈值，判定滑环是否出现故障；超过阈值，则认为滑环出现故障，将数据进行存储，并将异常情况进行上传报警；没有超过阈值，则，将数据进行存储，并继续采集信号。

4.根据权利要求3所述的监测装置，其特征在于，所述监测阈值为标准环路电阻R_标(t)的10％。

5.一种航天器滑环电阻状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据实时监测的滑环电信号值得到电刷两端的电阻值R(t)；

步骤2、实时监测接触电阻ΔR(t)变化，来判断滑环是否出现故障；具体包括以下子步骤：

步骤201、标准环路电阻R_标(t)为动态电阻值，对多路滑环监测获得电阻值滤波后再取平均后得到标准环路电阻R_标(t)；

步骤202、将监测的实时电阻值R(t)和标准环路电阻R_标(t)相减得到接触电阻ΔR(t)；

步骤203、比较接触电阻ΔR(t)与设置的监测阈值；超过阈值，则认为滑环出现故障，将数据进行存储，并将异常情况进行上传报警；没有超过阈值，则，将数据进行存储，并继续采集信号，所述监测阈值为标准环路电阻R_标(t)的10％；

步骤3、对一定监测周期的滑环电阻值R(t)进行频谱分析，进一步进行滑环的故障预警。

6.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，步骤3包括以下子步骤：

步骤301、对一定监测周期的滑环电阻值R(t)进行FFT分析，得到监测谱F(w)；

步骤302、通过将监测频谱F(w)与标准频谱F_标(w)对比进行故障和故障原因的判定。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，所述一定监测周期大于等于48小时。

8.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，

所述监测频谱F(w)与标准频谱F_标(w)的频谱谐波分量的变化量过大，则表明滑环存在磨损故障；所述监测频谱F(w)与标准频谱F_标(w)的频谱主屏分量的变化量过大，则表明滑环存在滑环变形或者滑环轴离心。