[发明专利]一种航天器供配电系统的地面伴飞装置

说明书

本发明属于航天器供配电系统的相关技术领域，其公开了一种航天器供配电系统的地面伴飞装置，装置包括：遥测接口模块，用于在航天器的测控弧段内实时获取航天器的在轨供配电数据，并将初始时刻的在轨供配电数据作为初始值输送至航天器供配电系统模型中进行仿真；航天器供配电系统模型，用于根据接收的在轨供配电数据对航天器的供配电系统进行仿真获得仿真供配电数据；仿真干预模块，用于将在轨供配电数据和对应的仿真供配电数据进行比较，若两者误差超过了预设范围则将对应时刻的在轨供配电数据作为航天器供配电系统模型的初始值进行仿真计算。本申请可以实现非测控弧段精确仿真，满足非测控弧段的监测要求。

技术领域

本发明属于航天器供配电系统的相关技术领域，更具体地，涉及一种航天器供配电系统的地面伴飞装置。

背景技术

航天器供配电系统是航天器产生、贮存、变化、调节和分配电能的关键分系统，是航天器的心脏和血液。随着以深空探测、载人航天为代表的复杂航天器型号开始研制，供配电系统的复杂度也在不断增加，供配电系统能否可靠、持续地为航天器提供稳定的能源，事关航天任务的成败，因此对空中飞行的航天器供配电系统的供配电状态进行深入研究具有重要意义。

中国专利CN201710453230提供了一种基于Modelica模型的航天器能源系统模型构建方法，其基于Modelica语言对航天器的供配电系统进行分解构建，对航天器的供配电系统进行仿真。如图1所示，该能源系统模型构建方法构建的能源系统模型包括太阳能电池阵模型、蓄电池组模型、PCU模型、主配电器以及负载，以上设备均是基于高度仿真的Modelica模型建立，包括单机设备的所有设计信息，但目前其用于输入初始值实现离线仿真，仿真过程与真实过程不同步，另外，仿真求解过程中由于仿真计算时间较短远低于接收数据的时间间隔，因此逐渐计算过程中误差累积较大，最后仿真时间越久仿真误差越大，很难反映真实的供配电状态。

因此，现有的技术对全面掌握航天器的供配电系统状态仍缺乏有效的数字化手段介入，在航天器运行过程中测控弧段地面工作人员可以通过接收航天器发出的信息获知空中航天器供配电系统的供配电信息，但当航天器运行到非测控弧段，例如，信号被地球所遮挡时则不能获知对应的供配电信息，现有技术不能实现对航天器全周期的实时监测，因此，设计一种可以获取航天器供配电系统全周期供配电状态的地面伴飞装置具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种航天器供配电系统的地面伴飞装置，其以获取的测控弧段的在轨供配电数据为基础以预设时间步长进行仿真，实现仿真的过程与航天器的真实过程同步，并通过仿真干预模块对航天器供配电模型中的参数进行修正，获得能准确仿真航天器运行状态的模型，进而可以实现对非测控弧段的精确仿真，满足非测控弧段的监测要求。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种航天器供配电系统的地面伴飞装置，所述装置包括航天器供配电系统模型、遥测接口模块以及仿真干预模块，其中：所述遥测接口模块与所述航天器通信连接，用于在航天器的测控弧段内实时获取航天器的在轨供配电数据，并将初始时刻的所述在轨供配电数据输送至所述航天器供配电系统模型中进行仿真；所述航天器供配电系统模型，用于根据接收的初始时刻的所述在轨供配电数据按照预设时间步长对航天器的供配电系统进行仿真，以获取多个时刻的仿真供配电数据，其中，所述预设时间步长与所述遥测接口模块获取所述在轨供配电数据的时间间隔一致，进而使得所述航天器供配电系统模型的仿真过程与航天器的运行过程对应；所述仿真干预模块，用于将所述仿真供配电数据与对应时刻的在轨供配电数据进行比较，若两者误差超过了预设范围则将所述对应时刻的在轨供配电数据作为所述航天器供配电系统模型的初始值进行仿真计算，以保证所述航天器供配电系统模型的仿真准确性，进而保证所述航天器在非测控弧段内对航天器供配电状态的仿真准确性。

优选地，所述伴飞装置还包括仿真预示模块，所述仿真预示模块用于以所述航天器供配电系统模型计算的仿真供配电数据为初始值，不断迭代计算下一时刻的仿真供配电数据，以提前获知所述多个时刻的仿真供配电数据进而待仿真运行数据的偏差超过预设阈值时提供故障预警。