详情

原文传递用于行星探测器推进系统的在轨自主管理方法及系统

专利名称：	用于行星探测器推进系统的在轨自主管理方法及系统
摘要：	本发明提供了一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理方法及系统，包括：推进管理单元实时采集的推进系统工作参数，并根据设定的压力或温度阈值对推进系统故障模式进行判断与识别；通过识别的故障模式，完成相应的故障模式自主管理的功能；推进系统故障模式包括进轨控管路超压、姿控管路超压、减压阀超压、推进系统欠压和推力器泄漏的故障模式的判断与识别；自主管理的功能包括轨控管路泄压自主管理、姿控管路泄压自主管理、减压阀超压自主管理、推进系统欠压自主管理和推力器泄漏自主管理。本发明解决了五类主要的推进系统故障模式及长距离深空探测指令时延大的问题，为长距离行星探测器推进系统高可靠工作提供了保障。
专利类型：	发明专利
申请人：	上海空间推进研究所
发明人：	潘一力;韩泉东;刘锋;李和军;曹伟;赵正;钟雪莹;王浩;朱鹏程;井建方;何壮睿;赵训友
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T20:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911330189.X
公开号：	CN111071487A
代理机构：	上海段和段律师事务所
代理人：	李佳俊;郭国中
分类号：	B64G1/22;B64G1/66;B;B64;B64G;B64G1;B64G1/22;B64G1/66
申请人地址：	201112 上海市闵行区浦江镇万芳路801号
主权项：	1.一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理方法，其特征在于，包括：识别步骤：推进管理单元实时采集推进系统工作参数，并根据推进管理单元设定的压力或温度阈值对推进系统故障模式进行判断与识别；自主管理步骤：通过识别的推进系统故障模式，推进系统完成相应的故障模式自主管理；所述推进系统工作参数包括推进轨控管路压力、姿控管路压力、减压阀下游压力、贮箱下游压力、姿控推力器头部温度；所述推进系统故障模式包括进轨控管路超压、姿控管路超压、减压阀超压、推进系统欠压和推力器泄漏的故障模式的判断与识别；所述自主管理包括轨控管路泄压自主管理、姿控管路泄压自主管理、减压阀超压自主管理、推进系统欠压自主管理和推力器泄漏自主管理；根据自主管理，包括进行推进系统管路气路、液路阀门的开关控制和/或姿控推力器重组。 2.根据权利要求1所述的一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理方法，其特征在于，所述推进轨控管路超压的判断与识别包括：氧化剂轨控管路压力传感器和燃料轨控管路压力传感器读数连续预设值取样周期内均大于设定阈值；所述姿控管路超压的判断与识别包括：主、备份推力器氧化剂管路的压力传感器和燃料管路的压力传感器读数连续预设值取样周期内均大于设定阈值；所述减压阀超压的判断与识别包括：减压阀下游压力传感器读数连续预设值取样周期内均大于设定阈值；所述推进系统欠压的判断与识别包括：贮箱下游压力传感器读数中任意设定值数量的读数连续预设值取样周期内均小于设定阈值；所述推力器泄漏的判断与识别包括：姿控推力器头部温度感器读数连续预设值取样周期内均低于设定阈值。 3.根据权利要求1所述的一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理方法，其特征在于，所述轨控管路泄压自主管理、姿控管路泄压自主管理包括：开启氧化剂和燃料路上游的液路阀门，促使高温高压的推进剂向推进剂贮箱流动，进而降低推进管路的压力和温度，达到预设的时间后，关闭氧化剂和燃料路液路阀门；所述减压阀超压自主管理包括：关闭减压阀上游的高压气路管理阀门，切断高压气源，并且通过打开减压阀下游的气路管理阀门，促使气体向贮箱流动，进而降低平衡减压阀下游的压力，达到预设的时间后，关闭高压气路管理阀门和低压气路管理阀门；所述推进系统欠压自主管理包括：打开高压气路管理阀门和低压气路管理阀门，对贮箱进行增压，达到预设的时间后，关闭高压气路管理阀门和低压气路管理阀门。 4.根据权利要求1所述的一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理方法，其特征在于，所述推力器泄漏自主管理包括：在轨实时分组管理，当主份推力器机组出现泄漏，则自主关闭主份姿控推力器氧化剂和燃料管路自锁阀，仅采用备份推力器工作；当备份推力器机组出现泄漏，则自主关闭备份姿控推力器氧化剂管路和燃料自锁阀，仅采用备份推力器工作；当主份、备份推力器中同时出现多台泄漏故障，则自主关闭主份姿控推力器氧化剂和燃料管路自锁阀，仅采用备份推力器工作。 5.根据权利要求1所述的一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理方法，其特征在于，所述轨控管路泄压自主管理、姿控管路泄压自主管理、减压阀超压自主管理、推进系统欠压自主管理具备自主故障退出模式；各自主管理方法为通过反复判断压力传感器数据，当执行了自主管理后，压力无法恢复正常，则再次执行该自主管理，当压力仍无法恢复正常，则自主退出自主管理。 6.一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理系统，其特征在于，包括：识别模块：推进管理单元实时采集推进系统工作参数，并根据推进管理单元设定的压力或温度阈值对推进系统故障模式进行判断与识别；自主管理模块：通过识别的推进系统故障模式，推进系统完成相应的故障模式自主管理；所述推进系统工作参数包括推进轨控管路压力、姿控管路压力、减压阀下游压力、贮箱下游压力、姿控推力器头部温度；所述推进系统故障模式包括推进轨控管路超压、姿控管路超压、减压阀超压、推进系统欠压和推力器泄漏的故障模式的判断与识别；所述自主管理包括轨控管路泄压自主管理、姿控管路泄压自主管理、减压阀超压自主管理、推进系统欠压自主管理和推力器泄漏自主管理；根据自主管理，包括进行推进系统管路气路、液路阀门的开关控制和/或姿控推力器重组。 7.根据权利要求6所述的一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理系统，其特征在于，所述进轨控管路超压的判断与识别包括：氧化剂轨控管路压力传感器和燃料轨控管路压力传感器读数连续预设值取样周期内均大于设定阈值；所述姿控管路超压的判断与识别包括：主、备份推力器氧化剂管路的压力传感器和燃料管路的压力传感器读数连续预设值取样周期内均大于设定阈值；所述减压阀超压的判断与识别包括：减压阀下游压力传感器读数连续预设值取样周期内均大于设定阈值；所述推进系统欠压的判断与识别包括：贮箱下游压力传感器读数中任意设定值数量的读数连续预设值取样周期内均小于设定阈值；所述推力器泄漏的判断与识别包括：姿控推力器头部温度感器读数连续预设值取样周期内均低于设定阈值。 8.根据权利要求6所述的一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理系统，其特征在于，所述轨控管路泄压自主管理、姿控管路泄压自主管理包括：开启氧化剂和燃料路上游的液路阀门，促使高温高压的推进剂向推进剂贮箱流动，进而降低推进管路的压力和温度，达到预设的时间后，关闭氧化剂和燃料路液路阀门；所述减压阀超压自主管理包括：关闭减压阀上游的高压气路管理阀门，切断高压气源，并且通过打开减压阀下游的气路管理阀门，促使气体向贮箱流动，进而降低平衡减压阀下游的压力，达到预设的时间后，关闭高压气路管理阀门和低压气路管理阀门；所述推进系统欠压自主管理包括：打开高压气路管理阀门和低压气路管理阀门，对贮箱进行增压，达到预设的时间后，关闭高压气路管理阀门和低压气路管理阀门。 9.根据权利要求6所述的一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理系统，其特征在于，所述推力器泄漏自主管理包括：在轨实时分组管理，当主份推力器机组出现泄漏，则自主关闭主份姿控推力器氧化剂和燃料管路自锁阀，仅采用备份推力器工作；当备份推力器机组出现泄漏，则自主关闭备份姿控推力器氧化剂管路和燃料自锁阀，仅采用备份推力器工作；当主份、备份推力器中同时出现多台泄漏故障，则自主关闭主份姿控推力器氧化剂和燃料管路自锁阀，仅采用备份推力器工作。 10.根据权利要求6所述的一种用于行星探测器推进系统的在轨自主管理系统，其特征在于，所述轨控管路泄压自主管理、姿控管路泄压自主管理、减压阀超压自主管理、推进系统欠压自主管理具备自主故障退出模式；各自主管理方法为通过反复判断压力传感器数据，当执行了自主管理后，压力无法恢复正常，则再次执行该自主管理，当压力仍无法恢复正常，则自主退出自主管理。
所属类别：	发明专利