[发明专利]一种电推进电子减压系统设计方法

说明书

本发明公开了一种电推进电子减压系统设计方法，包括：计算得到气气容的容积V₁与缓冲气瓶的容积V₂的容积比V₁/V₂；计算得到同步工作模式下高压气源与缓冲气瓶之间的气体流率f_sync；计算得到异步工作模式和同步工作模式切换阈值P_th与缓冲气瓶容积V₂之间的关系；计算压力电磁阀在整个寿命期间的动作次数N_total；结合压力电磁阀允许的工作寿命次数，输出电推进电子减压系统各关键参数的设计参数值。本发明通过对电子减压系统关键参数和环节的量化设计，实现电子减压系统高减压比、高精度、高可靠的特点。

技术领域

本发明属于航天减压推进技术领域，尤其涉及一种电推进电子减压系统设计方法。

背景技术

在卫星电推进系统中，一般携带的高压增压气体的压力都比较高，约15～30MPa，但是在卫星上实际使用的压力一般只有0～2MPa，因此，在使用过程中，需对高压气体进行减压处理，使系统压力降低到0～2MPa再使用。在目前使用的系统中，一般使用机械减压器来完成高压气体的减压输出。由于机械减压器存在减压精度低，减压比低、重量大、寿命短等固有缺陷，无法满足长寿命卫星的使用需求。

在现有技术的电子减压系统中，主要由高压压力传感器、气源通断自锁阀、压力电磁阀、缓冲气瓶、低压压力传感器和控制单元组成，通过多次开启压力电磁阀，使得气源向缓冲气瓶中逐步充气，提高缓冲气瓶压力。在电子减压系统的设计过程中，需要对电子减压系统中压力电磁阀之间的气容容积、缓冲气瓶容积、压力电磁阀开启时间、电子减压系统工作策略等关键环节进行设计，从而实现电子减压系统高减压比、高精度、高可靠的特点。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种电推进电子减压系统设计方法，通过对电子减压系统关键参数和环节的量化设计，实现电子减压系统高减压比、高精度、高可靠的特点。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种电推进电子减压系统设计方法，包括：

步骤1，根据电推进电子减压系统最高输入压力P_{in_max}、输出压力目标值P_out和压力控制精度δ_out，计算得到第一压力电磁阀与第二压力电磁阀之间的供气气容的容积V₁与缓冲气瓶的容积V₂的容积比V₁/V₂；

步骤2，根据第一压力电磁阀、第二压力电磁阀的最小通径d，计算得到同步工作模式下高压气源与缓冲气瓶之间的气体流率f_sync；

步骤3，根据同步工作模式下高压气源与缓冲气瓶之间的气体流率f_sync、压力控制精度δ_out、控制单元的同步工作模式下控制周期τ_sync，计算得到异步工作模式和同步工作模式切换阈值P_th与缓冲气瓶容积V₂之间的关系；

步骤4，计算压力电磁阀在整个寿命期间的动作次数N_total；

步骤5，根据步骤1～步骤3解算得到的电推进电子减压系统各参数之间的关系，结合压力电磁阀允许的工作寿命次数，输出供气气容的容积V₁、缓冲气瓶的容积V₂、异步工作模式和同步工作模式切换阈值P_th的设计参数值。