[发明专利]航天器在轨热控系统及热控方法

说明书

本发明提供了一种航天器在轨热控系统及热控方法，包括：传感系统，被配置为采集航天器当前时刻的轨道、姿态、内部设备工作电流及热状态，形成实时数据，以供传输至智能自适应热控管理系统；智能自适应热控管理系统，被配置为根据前期任务规划的轨道及姿态得出控制策略；将实时数据与前期任务规划进行比对，当实时数据与前期任务规划偏差大于阈值时，对控制策略进行修正；以及根据控制策略对执行部件发出执行指令；执行部件，被配置为根据执行指令动作。

技术领域

本发明涉及卫星热控技术领域，特别涉及一种航天器在轨热控系统及热控方法。

背景技术

当前航天器传统热控制措施可分为被动式和主动式两大类，并以被动控制为主、主动控制为辅。

被动式热控制是一种开环式控制，主要依靠合理布局和选用具有适当热物理性能的材料和结构及比较简单的热控装置来组织换热过程，它的特点是简便易行，但不具备自动调节温度的能力。而对于目前航天器多任务、复杂环境下越来越强的机动性，传统被动热控具有较差的适应性。

主动式热控制则是闭环式控制，这类热控装置通常由温度传感器、控制器和执行装置三部分组成，如恒温电加热器、热控百叶窗、接触式热开关等，其中使用最多的还是主动加热器。它们的特点是被控对象的温度信息可以反馈到控制器与预先设定值进行比较，然后根据差值命令执行机构动作，实现温度的自动控制。但主动式热控响应慢，造成了与实际需要的热控目标具有一定的实时偏差，难以消除，也难以提升对航天器多任务、复杂环境下机动性的适应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航天器在轨热控系统及热控方法，以解决现有的热控系统难以适应航天器多任务、复杂环境下机动性的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种航天器在轨热控系统，包括：

传感系统，被配置为采集航天器当前时刻的轨道、姿态、内部设备工作电流及热状态，形成实时数据，以供传输至智能自适应热控管理系统；

智能自适应热控管理系统，被配置为根据前期任务规划的轨道及姿态得出控制策略；

将实时数据与前期任务规划进行比对，当实时数据与前期任务规划偏差大于阈值时，对控制策略进行修正；以及

根据控制策略对执行部件发出执行指令；

执行部件，被配置为根据执行指令动作。

可选的，在所述的航天器在轨热控系统中，所述智能自适应热控管理系统包括：

内热源算法模块，被配置为计算内热源的热状态；

外热流预示模块，被配置为根据航天器当前时刻的轨道、姿态和/或前期任务规划，采用外热流预算方法计算未来各时刻的外热流；

温度预示算法模块，被配置为根据内热源的热状态、以及未来各时刻的外热流，采用当前温度初值的模糊控制算法计算未来各时刻的预期温度结果；

内热源算法模块、外热流预示模块、温度预示算法模块集成在智能自适应热控处理器中；

智能自适应热控处理器根据前期任务规划的轨道及姿态、未来各时刻的预期温度结果、以及智能控制数据库中的控温模型计算出执行部件的执行指令。

可选的，在所述的航天器在轨热控系统中，智能自适应热控管理系统将实时温度与智能控制数据库中的目标温度进行比对，当实时温度与智能控制数据库中的目标温度偏差大于温度阈值时，对当前温度初值的模糊控制算法进行修正；

智能自适应热控管理系统将航天器当前时刻的轨道、姿态与前期任务规划的轨道及姿态进行比对，当两者偏差大于姿轨误差阈值时，对外热流预算方法进行修正。