[发明专利]航天器在轨多功能结构综合管理与操控系统

摘要

一种航天器在轨多功能结构综合管理与操控系统，包括多功能结构单元、电源管理单元、数据处理单元和放电负载单元。多功能结构单元集承载、供电、减振等功能于一体；电源管理单元控制充/放电操作，实时检测及调整电源模块的电性能参数，并将其传输给数据处理单元；数据处理单元获取系统运行的机/电性能参数，并通过遥测与数传接口提交给航天器平台，最终传回地面；放电负载单元在电源管理单元控制下耗用电能。该系统将航天器结构与电源等多功能融合，并集电源充/放电管理、结构力学/电性能监测、数据管理及传输等为一体，能系统地执行从遥控指令接收到多功能实现、再到状态监测及数据管理与传输等任务过程。

主权项

一种航天器在轨多功能结构综合管理与操控系统，包括多功能结构单元(1)、电源管理单元(2)、数据处理单元(3)和放电负载单元(4)，其特征在于：所述多功能结构单元(1)由主结构模块、四个可充/放电源模块、减振系统以及传感器模块组成，所述电源管理单元(2)与可充/放电源模块连接，控制可充/放电源模块的充电和放电操作，同时实时检测调整可充/放电源模块的各电性能参数，并将可充/放电源模块的各电性能参数传输给数据处理单元(3)，并将自身工作状态参数通过其自身的遥测接口直接提交到航天器平台；所述数据处理单元(3)与传感器模块连接，通过传感器模块获取多功能结构单元(1)运行时的机械性能参数与电性能参数，并通过其自身的遥测接口与数传接口，将采集的数据提交给航天器平台，最终传回地面测控平台；所述放电负载单元(4)与电源管理单元(2)连接，能够在电源管理单元(2)的控制下耗用电源模块的能量；所述主结构模块包括框架(5)、上盖板(6)和下盖板(7)，所述框架(5)的整体外形呈田字构型，具有四个方格空腔，所述框架(5)具有关于x、y和z三轴的全方位对称性；所述下盖板(7)固定于所述框架(5)的底面；所述上盖板(6)固定于所述框架(5)的顶面；所述框架(5)、上盖板(6)和下盖板(7)组成主承力结构；所述可充/放电源模块包括4个，分别记为可充/放电源模块Ⅰ(8)、可充/放电源模块Ⅱ(9)、可充/放电源模块Ⅲ(10)和可充/放电源模块Ⅳ(11)；每个可充/放电源模块通过弹性支撑结构以嵌埋方式设置于框架(5)、上盖板(6)以及下盖板(7)所形成的封闭方格空腔内，且框架内的每个方格空腔内唯一安装1个可充/放电源模块；可充/放电源模块的正、负极线通过强电电缆引出，连接到设置于所述框架的外侧壁的强电电连接器上形成充放电接口；所述可充/放电源模块既具有多次充电与多次放电的功能，又具有充当振子消耗振动能量的功能；每个可充/放电源模块的四周与用于容纳该可充/放电源模块的方格空腔内壁之间设置有弹性块(12)；每个可充/放电源模块的底面与所述下盖板(7)之间设置有弹性垫(13)，每个可充/放电源模块的顶面与所述上盖板(6)之间也设置有弹性垫(13)；弹性块(12)和弹性垫(13)构成减振系统；所述传感器模块包括若干个温度传感器和若干个加速度传感器；所述若干个温度传感器分别设置于可充/放电源模块的内腔和外侧壁，用于监测相应可充/放电源模块的温度；所述若干个加速度传感器分别设置于所述框架(5)的内壁、上盖板(6)的内壁以及所述下盖板(7)的内壁，用于测量所述框架(5)、上盖板(6)和所述下盖板(7)的振动情况。