[发明专利]一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统及方法，该系统包括：电源遥测采集模块、电源控制器、温度控制器、加热回路、温度传感器和遥控指令单元；其中，电源遥测采集模块采集状态信息；遥控指令单元用于接收地面发送的遥控数据，发送第一遥控指令和第二遥控指令；电源控制器，计算整星能源余量；温度传感器，用于采集控制点的温度；温度控制器根据整星能源余量、控制点的温度、温度控制门限参数和温度控制策略来控制加热回路的开关；加热回路，接收温度控制器的控制，为被控温度区提供热量或停止提供热量。本发明充分利用太阳太阳电池阵的发电量，减少了浪费的电量，降低了阴影区蓄电池的放电电量，有效提高卫星的能源利用效率。

技术领域

本发明属于卫星智能温度控制领域，尤其涉及一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统及方法。

背景技术

在国内外卫星中，广泛采用高、低温度门限温度控制方法，高、低温度门限之间一般有几度或十几度的温度范围。星上温度控制器采集控制点的温度值，与高、低温度门限值比较，在控制点温度低于低温门限开始加热，高于高温门限停止加热，处于高、低温度门限之间时保持目前加热状态不变，使被控设备或结构板处于高、低温度门限之间的温度环境。

目前的高、低温度门限温度控制方法只利用了控制点的温度信息，与卫星其他状态完全无关，开始加热时刻和持续时间有很大的随机性。无论在阴影区还是在阳照区，只要控制点的温度低于低温门限，温度控制器就开始启动加热，直到温度达到高温门限才停止，这样就有可能导致在阴影区使用蓄电池储存的能量进行了长时间的加热，加大蓄电池的放电深度，而在阳照区却不加热，太阳帆板的发电量又有可能被分流而白白浪费掉。

特别是对于轨道较低的卫星，阴影时间相对较长，并且为了减小大气阻力，有的卫星采用体装太阳电池片的结构，例如重力测量卫星，由于太阳光照角度的影响会导致太阳电池阵的发电效率较低，星上的能源非常紧张，并且蓄电池存储的电量是也是非常有限，如果在阴影区过多的使用的蓄电池能源进行加热就有可能使卫星处于危险状态之中。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统及方法，在保证星上设备处于正常温度范围内的情况下，根据卫星的能源状态自主调整加热器的加热时机和加热时间，尽量在阳照区加热，充分利用太阳太阳电池阵的发电量，从而减少了以往被分流而浪费的电量，降低了阴影区蓄电池的放电电量，有效提高了卫星的能源利用效率。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：根据本发明的一个方面，提供了一种优化卫星能源使用效率的温度控制系统，包括：电源遥测采集模块、电源控制器、温度控制器、加热回路、温度传感器和遥控指令单元；其中，电源遥测采集模块，采集太阳电池阵和蓄电池的状态信息，并提供给电源控制器；遥控指令单元用于接收地面发送的遥控数据，并用于给电源控制器发送第一遥控指令，并用于给温度控制器发送第二遥控指令；电源控制器，根据第一遥控指令、太阳电池阵的状态和蓄电池的状态，计算整星能源余量，并发送给温度控制器；温度传感器，用于采集控制点的温度并提供给温度控制器；温度控制器，根据第二遥控指令设置温度控制门限和温度控制策略，并将根据整星能源余量、控制点的温度、温度控制门限参数和温度控制策略来控制加热回路的开关；加热回路，接收温度控制器的控制，为被控温度区提供热量或停止提供热量。

上述优化卫星能源使用效率的温度控制系统中，太阳电池阵的状态包括太阳电池阵的发电电流、分流电压、分流电流，蓄电池的状态包括蓄电池的电压、充电电流、放电电流、蓄电池电量。

上述优化卫星能源使用效率的温度控制系统中，电源控制器根据第一遥控指令设置充放电效率、蓄电池电量门限、第一档最佳充电电流、第二档最佳充电电流、涓流电流。