一種基于智能判讀的衛星電源健康狀況跟蹤與檢測方法
【專利摘要】一種基于智能判讀的衛星電源健康狀況跟蹤與檢測方法，首先建立基礎測試知識庫，歸集電源分系統遙測參數，總結相關判據，并進行遙測參數采集與處理，然后完成初始健康狀況檢查和實施健康狀態檢查，最后根據檢查結果進行故障判別和應急操作處理；本發明通過實時監測衛星測試過程中的供電安全，對測試中出現的故障分析與定位，并在緊急情況下執行報警與斷電的相關操作，避免了人工監視的誤判及錯判，最大程度減少了故障損失，提高了測試過程的可靠性與安全性。
【專利說明】-種基于智能判讀的衛星電源健康狀況跟蹤與檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種衛星電源健康狀況跟蹤與檢測方法，特別是一種基于智能判讀的 衛星電源健康狀況跟蹤與檢測方法，適用于衛星AIT測試階段。
【背景技術】
[0002] 衛星在工廠測試階段，為了及時有效發現潛在的各項故障隱患，需對其各項性能 指標進行充分測試驗證。其中衛星電源系統在型號測試工作中意義重大，直接關系到衛星 用電安全，影響衛星在軌壽命和任務實現。當前，在衛星綜合測試中，針對電源健康狀況的 實時跟蹤與檢測尚未形成統一的標準，遙測參數判讀與監視主要通過人工完成，即測試人 員時刻監視測試過程獲取的電源分系統參數，通過手工計算或測試經驗來判定電源分系統 的工作狀態是否正常。面對日益增多的型號測試任務，人工監視的方法強烈依賴測試人員 的經驗與責任心，不僅工作效率低，而且易發生漏判或誤判，同時工作量大，易引起測試人 員疲勞。更為重要的是，對電測過程中出現的衛星各類突發事件，該方法無法形成正確、有 效和快速的處理機制，難以保障整星測試的安全性與可靠性，無法滿足日益增長的測試需 求。
[0003] 國內相關單位也進行了自動化測試設備的開發與研制。但是，目前國內應用的自 動化測試系統只是力圖實現對人工測試流程的模仿，并不能提供進一步的分析結果。現有 的自動監視系統可以監控單個遙測參數的變化，通過比較測試數據和提前設定的門限判斷 衛星是否出現異常或者故障，缺點是報警判據單一，自動化程度較低，尚未形成遙測參數隨 遙控指令相關性變化的分析機制，不能對多個參數變化對應的異常狀況進行判讀，在發生 異常狀況時不能快速實現故障定位與應急處理功能。例如，專利號為ZL200910237624. 4的 中國發明專利公開了一種衛星電源分系統工作狀態自動判讀系統，它根據采集處理的電源 遙測數據及地面設備數據，從電源工作狀態數據庫中調用相應判據，根據判據對電源系統 的工作狀態進行實時判斷、報警與顯示。但是，該系統只能反饋該時刻工作狀態是否異常， 對異常不能做出定位與診斷，未能建立嚴重故障的有效和快速的處理機制，另外，該系統自 動判讀方法未作具體說明。
[0004] 為此，需要借助對衛星測試數據進行智能判讀等技術手段，通過綜合判斷衛星的 工作狀態，進一步增強測試故障的分析和定位能力，提高衛星測試自動化程度和測試效率， 減輕測試人員的勞動強度，保障整星測試電氣安全。
【發明內容】
[0005] 本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于智能判讀的衛 星電源健康狀況跟蹤與檢測方法，通過實時監測衛星測試過程中的供電安全，對測試中出 現的故障分析與定位，并在緊急情況下執行報警與斷電的相關操作，避免了人工監視的誤 判及錯判，最大程度減少了故障損失，提高了測試過程的可靠性與安全性。
[0006] 本發明的技術解決方案是：一種基于智能判讀的衛星電源健康狀況跟蹤與檢測方 法，步驟如下：
[0007] (1)采集衛星電源分系統的遙測參數，建立衛星電源分系統相關判據，并將遙測參 數和相關判據以數據表格形式進行存儲，建立衛星電源基礎測試知識庫，以供在測試過程 中實時自動查詢，所述衛星電源分系統相關判據包括范圍判據、二值判據和衛星電源分系 統遙測參數的故障位置模型，所述范圍判據包括衛星電源分系統遙測模擬量參數加電初始 范圍、衛星電源分系統遙測參數隨遙控指令增量范圍和衛星電源分系統遙測參數在最大最 小負載下的極限范圍，所述二值判據包括衛星電源分系統遙測數字量參數加電初始數值； 所述衛星電源分系統遙測參數包括速變參數和緩變參數，所述速變參數包括母線電壓、蓄 電池組電壓、負載電流、太陽電池陣電流、充電電流和放電電流，緩變參數包括分流遙測、放 電模塊工作狀態、V/T控制曲線狀態、安時計通斷狀態、充電陣通斷狀態、電源下位機工作狀 態、電源安全狀態字蓄電池溫度；
[0008] 所述故障位置模型包括電源控制器故障、配電器故障、控制分系統供電故障、測控 分系統供電故障、星務分系統供電故障、第一載荷區供電故障和第二載荷區供電故障，根據 故障的嚴重程度，每一類故障分為一級故障、二級故障和三級故障；
[0009] (2)太陽方陣模擬器升電、衛星上下行信道調整完畢，衛星蓄電池接通后衛星達到 初始加電狀態，地面測試系統通過控制臺向衛星電源分系統發送遙控指令，衛星電源分系 統接收到遙控指令后，向地面測試分系統發送遙測數據；
[0010] (3)利用步驟（1)中的衛星電源分系統相關判據對步驟（2)中得到的遙測數據進 行初始健康狀態檢測，對于模擬量遙測數據，若滿足衛星電源分系統相關判據中的范圍判 據，則模擬量遙測數據正常；否則模擬量遙測數據異常；對于數字量遙測數據，若滿足衛星 電源分系統相關判據中的二值判據，則數字量遙測數據正常；否則數字量遙測數據異常； [0011] 若所有模擬量遙測數據和數字量遙測數據均正常，則衛星電源分系統初始健康狀 況檢測正常，進入步驟（4);若模擬量遙測數據和數字量遙測數據中有一項或者多項數據 異常，則衛星電源分系統初始健康狀況檢測異常，系統發出報警信息，初始健康狀態檢測 完成后，生成初始健康狀況報告，記錄衛星電源分系統初始健康狀態檢測結果；進入步驟 (6)；
[0012] (4)根據步驟（1)中的衛星電源分系統相關判據對衛星電源分系統進行實時健康 狀態檢測，所述實時健康狀態檢測包括衛星電源遙測數據檢測、整星供電狀態檢測和衛星 電源遙測數據變化檢測；所述衛星電源遙測數據檢測包括母線電壓檢測、負載電流檢測和 電池電壓檢測；整星供電狀態檢測包括電源供電狀態檢測、電源工作模式檢測、太陽方陣模 擬器狀態檢測和蓄電池狀態檢測；衛星電源遙測數據變化檢測包括遙控指令內容檢測、參 數實際增量檢測和參數預測增量檢測；
[0013] 所述衛星電源遙測數據檢測是將實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓與步 驟（1)衛星電源分系統相關判據中的衛星電源分系統遙測參數在最大最小負載下的極限 范圍進行比較，若實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓均處于該范圍內，則衛星電源 遙測數據檢測正常，若實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓有一個或者多個處于該 范圍外，則發出報警；
[0014] 所述電源供電狀態包括蓄電池單獨供電狀態、太陽電池陣單獨供電狀態和蓄電池 與太陽電池陣聯合供電狀態，當太陽電池陣電流等于0且放電電流大于0時，電源分系統處 于蓄電池單獨供電狀態；當太陽電池陣電流大于0,蓄電池放電電流等于0時，電源分系統 處于太陽電池陣單獨供電狀態；當太陽電池陣電流與蓄電池放電電流均大于0時，電源分 系統處于蓄電池與太陽電池陣聯合供電狀態；
[0015] 所述電源工作模式的檢測是判斷當前電源工作在放電狀態、充電狀態或是分流狀 態，以及驗證各個狀態下電源分系統是否工作正常；
[0016] 若當前時刻衛星電源處于蓄電池單獨供電狀態或者蓄電池與太陽電池陣聯合供 電狀態，則當前衛星電源工作在放電狀態，首先驗證能量是否守恒，具體為：
[0017] 蓄電池供電時：放電電流*電池電壓=負載電流*母線電壓，聯合供電時：負載電 流*母線電壓=放電電流*電池電壓+方陣電流*母線電壓；
[0018] 其次檢測遙測參數是否正常，所述遙測參數包括V/T終止電平、涓流標志位、分流 遙測、電池電壓、安時計控制標志和放電電量；正常工作時，v/τ終止電平為未終止，涓流標 志位為0,分流遙測值小于0. 5V，電池電壓逐漸減小，安時計控制標志為安時計控，放電電 量逐漸增加；
[0019] 若當前時刻衛星電源處于太陽電池陣單獨供電狀態，則首先驗證能量是否守恒， 具體為：
[0020] 方陣電流*母線電壓=分流電流*分陣電壓+充電電流*電池電壓；
[0021] 其次檢測充電電流，若充電電流=0,則蓄電池已充滿電，當前電源工作在分流狀 態，驗證遙測參數是否正常；
[0022] 正常工作時，充電電流設定電平為0V，涓流標志位為1，安時計控制標志為安時計 控，蓄電池為滿電量；
[0023] 若充電電流>0,則蓄電池充電，電源工作在充電狀態，若安時計控制標志為V/Τ曲 線狀態，則當前時刻充電方式為V/Τ控制，若安時計控制標志為安時計控制，則當前市況充 電方式為安時計控制，分別檢測遙測參數是否正常，正常工作時，充電電流大小是否在測試 知識庫規定范圍，電池電壓逐漸升高，電池電量、充電電量逐步累加，涓流標志位為〇 ;
[0024] 所述太陽方陣模擬器狀態檢測具體為：接收衛星電源分系統控制器的分流遙測數 據，根據步驟（1)中衛星電源分系統相關判據中的衛星電源分系統遙測參數在最大最小負 載下的極限范圍，判斷太陽方陣模擬器各個分陣所處狀態，所述狀態包括供電狀態、分流狀 態和調寬狀態；
[0025] 所述蓄電池狀態檢測具體為：接收衛星電源分系統控制器的蓄電池溫度、蓄電池 電壓及蓄電池充電電量數據，若蓄電池溫度處于步驟（1)中衛星電源分系統相關判據中的 衛星電源分系統遙測參數在最大最小負載下的極限范圍內，則蓄電池狀態正常，否則蓄電 池狀態異常，提示報警；若蓄電池電壓或者充電電量處于步驟（1)中衛星電源分系統相關 判據中的衛星電源分系統遙測參數高于最低門限范圍內，則蓄電池狀態正常，否則蓄電池 狀態異常，提示報警；
[0026] 所述衛星電源遙測數據變化檢測具體為：用當前遙控指令下衛星電源分系統的變 化檢測參數值減去前一個遙控指令下衛星電源分系統的變化檢測參數值，得到衛星電源分 系統的變化檢測參數的增量，若該增量處于步驟（1)中衛星電源分系統遙測參數隨遙控指 令增量范圍內，則衛星電源遙測數據變化檢測正常，否則衛星電源遙測數據變化檢測異常， 進入步驟（5);所述衛星電源分系統的變化檢測參數包括負載電流、平臺供電電流、姿控供 電電流、第一載荷區供電電流和第二載荷區供電電流；
[0027] 若衛星電源遙測數據檢測、整星供電狀態檢測和衛星電源遙測數據變化檢測均正 常，則衛星電源實時健康狀態檢測正常，否則衛星電源實時健康狀態檢測異常；
[0028] (5)判斷步驟（4)中衛星電源實時健康狀態檢測異常故障出現的位置與等級，顯 示報警信息；具體為：
[0029] 若衛星電源遙測數據變化參數異常，即按照異常電流鎖定異常位置，進一步確定 故障等級，具體為：
[0030] 若姿控電流增量異常，則控制分系統供電故障；若平臺供電電流增量異常，則根據 相應遙控指令，判斷為電源或者測控分系統供電故障；若第一載荷區供電電流增量異常，則 第一載荷區供電故障；若第二載荷區供電電流增量異常，則第二載荷區供電故障；
[0031] 對于每一個出現故障的分系統，若沒有遙控指令發送，且其供電電流和供電電壓 增大并超過其最大負載下的極限值，或采集到遙控指令內容后其關鍵參數變化大范圍超過 數據庫中的預設增量，則此時該分系統處于一級供電故障；所述關鍵參數為負載電流、平臺 供電電流、姿控供電電流、第一載荷區供電電流和第二載荷區供電電流；
[0032] 若沒有遙控指令發送，但是根據上一時刻狀態判讀該分系統為開機狀態，且此時 其供電電流和供電電壓減小并超過其最小負載下的極限值，或采集到遙控指令內容后其關 鍵參數變化在一定程度內超過數據庫中預設增量，則該分系統處于二級供電故障；
[0033] 若采集到遙控指令內容后其關鍵參數并未按照數據庫中預設增量發生變化，則此 時開機功能故障，該分系統處于三級供電故障；
[0034] (6)應急操作處理：發生故障報警后，根據故障出現的位置與等級，自動連接控制 臺發送緊急斷電或終止進程序列，保障整星測試安全，具體為：
[0035] 應急操作處理是指建立各個分系統緊急斷電序列與整星緊急斷電序列，并將應急 斷電模塊與控制臺建立連接，發生故障報警后，故障判別顯示為一級故障時，自動執行預設 的整星緊急斷電序列；故障判別顯示為二級故障時，自動發送終止故障所屬分系統測試進 程序列；故障判別顯示為三級故障時，不執行斷電序列，測試繼續進行，待測試結束后處理， 初始健康狀態檢查未通過，默認為一級故障，直接執行整星的緊急斷電序列。
[0036] 本發明與現有技術相比的有益效果是：
[0037] (1)本發明建立了測試知識庫模型，采用多個參數變化量的監測來代替現有技術 的單參數狀態量的監測，現有參數的變化與經驗知識庫中相應參數對比，判讀結果可靠性 更高。
[0038] (2)本發明不僅能夠根據遙控指令內容變化，檢查遙測參數值相應增量是否正常， 而且能夠在無遙控指令發出，遙測參數異常變化時能夠檢測出該異常，并且反饋異常，正確 有效的檢測衛星電源健康狀態，檢測更加全面；
[0039] (3)本發明能對異常進行故障定位與診斷，并劃定故障類別的嚴重程度，有利于于 故障分析，而現有技術中，當檢測電源相關參數有異常，只報警不對其進行故障定位；
[0040] (4)本發明建立了有效和快速的處理機制，對三個級別的故障按嚴重程度分別執 行相應的應急操作處理，避免了人工監視的誤判及錯判，減少了測試損失，提高了測試過程 的可靠性與安全性；
[0041] (5)本發明可實施為一種電源安全狀況的實時監測系統，連接衛星地面測試網，與 總控及遙測前端建立通信，在計算機上運行軟件，不需要另外購置硬件設備，實現成本低；
[0042] (6)本發明可用于不同電源系統的航天器測試，該方法不局限于電源控制器，不同 型號的衛星電源控制器配置有所不同，因而電源系統測試項目不同，針對該種情況，只需按 照設計文件建立獨立的測試知識庫的模型，電源故障模型基本一致，電源健康狀態普查范 圍基本不變。方法步驟與流程都可以通用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043] 圖1為衛星測控網結構；
[0044] 圖2為本發明方法流程圖；
[0045] 圖3為本發明基礎知識庫結構圖；
[0046] 圖4為本發明的電源工作模式判據圖。
【具體實施方式】
[0047] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行進一步的詳細描述。
[0048] 如圖1所示，在當前衛星測試中，星上遙測幀通過地面測控設備下行到遙測前端， 遙測前端計算機通過UDP端口組播，數采軟件將組播內容發送至實時數據庫。遙控指令從 控制臺通過MTP發送至遙控前端計算機，再上行至衛星遙控單元。
[0049] 電源健康狀態的跟蹤與檢測方法，是通過接收并解析前端組播遙測幀以及MTP發 送的遙控指令，將遙測參數值與已建立的基礎測試知識庫進行對比，通過分析解算模型，自 動判斷電源的健康狀態。當監測過程出現單參數或者多參數異常變化時，對應測試知識庫 中故障模型，初步定位故障。在故障嚴重時，能夠跟控制臺通信，反饋異常信息，提示報警信 號或執行斷電序列。此處電源的健康狀態包括供電狀態的異常監測，電源控制器功能監測， 衛星平臺、載荷及姿控分系統電流異常監測等一系列衛星用電相關狀態。
[0050] 如圖2為該發明的方法流程圖，如圖2所示，本發明提出的一種基于智能判讀的衛 星電源健康狀況跟蹤與檢測方法，步驟如下：
[0051] (1)采集衛星電源分系統的遙測參數，建立衛星電源分系統相關判據，并將遙測參 數和相關判據以數據表格形式進行存儲，建立衛星電源基礎測試知識庫，以供在測試過程 中實時自動查詢，具體的知識庫如圖3所示，所述衛星電源分系統相關判據包括范圍判據、 二值判據和衛星電源分系統遙測參數的故障位置模型，所述范圍判據包括衛星電源分系統 遙測模擬量參數加電初始范圍、衛星電源分系統遙測參數隨遙控指令增量范圍和衛星電源 分系統遙測參數在最大最小負載下的極限范圍，所述二值判據包括衛星電源分系統遙測數 字量參數加電初始數值；所述衛星電源分系統遙測參數包括速變參數和緩變參數，所述速 變參數包括母線電壓、蓄電池組電壓、負載電流、太陽電池陣電流、充電電流和放電電流，緩 變參數包括分流遙測、放電模塊工作狀態、V/T控制曲線狀態、安時計通斷狀態、充電陣通斷 狀態、電源下位機工作狀態、電源安全狀態字蓄電池溫度；
[0052] 初始范圍：衛星初始加電，電源分系統遙測參數會達到其相應初始值，根據設計要 求與經驗，對其初始范圍進行標定，以數據表格形式存儲到先驗知識庫中。
[0053] 增量范圍：對于引起供配電重要遙測參數變化的開關機或其它遙控指令，根據設 計要求，判別相關參數在遙控指令前后增量范圍，在基礎測試知識庫中建立增量范圍表格， 存儲相關性信息。
[0054] 極限范圍：根據衛星各個分系統最大與最小負荷，設定電源分系統與其對應的各 個遙測參數正常值上下限，存儲相關信息。
[0055] 所述故障位置模型包括電源控制器故障、配電器故障、控制分系統供電故障、測控 分系統供電故障、星務分系統供電故障、第一載荷區供電故障和第二載荷區供電故障，根據 故障的嚴重程度，每一類故障分為一級故障、二級故障和三級故障。
[0056] (2)太陽方陣模擬器升電、衛星上下行信道調整完畢，衛星蓄電池接通后衛星達到 初始加電狀態，地面測試系統通過控制臺向衛星電源分系統發送遙控指令，衛星電源分系 統接收到遙控指令后，向地面測試分系統發送遙測數據；
[0057] (3)利用步驟⑴中的衛星電源分系統相關判據對步驟⑵中得到的遙測數據進 行初始健康狀態檢測，對于模擬量遙測數據，若滿足衛星電源分系統相關判據中的范圍判 據，則模擬量遙測數據正常；否則模擬量遙測數據異常；對于數字量遙測數據，若滿足衛星 電源分系統相關判據中的二值判據，則數字量遙測數據正常；否則數字量遙測數據異常；
[0058] 若所有模擬量遙測數據和數字量遙測數據均正常，則衛星電源分系統初始健康狀 況檢測正常，進入步驟（4);若模擬量遙測數據和數字量遙測數據中有一項或者多項數據 異常，則衛星電源分系統初始健康狀況檢測異常，系統發出報警信息，初始健康狀態檢測 完成后，生成初始健康狀況報告，記錄衛星電源分系統初始健康狀態檢測結果；進入步驟 (6)；
[0059] (4)根據步驟（1)中的衛星電源分系統相關判據對衛星電源分系統進行實時健康 狀態檢測，所述實時健康狀態檢測包括衛星電源遙測數據檢測、整星供電狀態檢測和衛星 電源遙測數據變化檢測；所述衛星電源遙測數據檢測包括母線電壓檢測、負載電流檢測和 電池電壓檢測；整星供電狀態檢測包括電源供電狀態檢測、電源工作模式檢測、太陽方陣模 擬器狀態檢測和蓄電池狀態檢測；衛星電源遙測數據變化檢測包括遙控指令內容檢測、參 數實際增量檢測和參數預測增量檢測；
[0060] 所述衛星電源遙測數據檢測是將實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓與步 驟（1)衛星電源分系統相關判據中的衛星電源分系統遙測參數在最大最小負載下的極限 范圍進行比較，若實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓均處于該范圍內，則衛星電源 遙測數據檢測正常，若實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓有一個或者多個處于該 范圍外，則發出報警；
[0061] 如圖4所示，所述電源供電狀態包括蓄電池單獨供電狀態、太陽電池陣單獨供電 狀態和蓄電池與太陽電池陣聯合供電狀態，當太陽電池陣電流等于0且放電電流大于0時， 電源分系統處于蓄電池單獨供電狀態；當太陽電池陣電流大于0,蓄電池放電電流等于0 時，電源分系統處于太陽電池陣單獨供電狀態；當太陽電池陣電流與蓄電池放電電流均大 于0時，電源分系統處于蓄電池與太陽電池陣聯合供電狀態；
[0062] 所述電源工作模式的檢測是判斷當前電源工作在放電狀態、充電狀態或是分流狀 態，以及驗證各個狀態下電源分系統是否工作正常；
[0063] 若當前時刻衛星電源處于蓄電池單獨供電狀態或者蓄電池與太陽電池陣聯合供 電狀態，則當前衛星電源工作在放電狀態，首先驗證能量是否守恒，具體為：
[0064] 蓄電池供電時：放電電流*電池電壓=負載電流*母線電壓，聯合供電時：負載電 流*母線電壓=放電電流*電池電壓+方陣電流*母線電壓；
[0065] 其次檢測遙測參數是否正常，所述遙測參數包括V/T終止電平、涓流標志位、分流 遙測、電池電壓、安時計控制標志和放電電量；正常工作時，v/τ終止電平為未終止，涓流標 志位為0,分流遙測值小于0.5V，電池電壓逐漸減小，安時計控制標志為安時計控，放電電 量逐漸增加；
[0066] 若當前時刻衛星電源處于太陽電池陣單獨供電狀態，則首先驗證能量是否守恒， 具體為：
[0067] 方陣電流*母線電壓=分流電流*分陣電壓+充電電流*電池電壓；
[0068] 其次檢測充電電流，若充電電流=0,則蓄電池已充滿電，當前電源工作在分流狀 態，驗證遙測參數是否正常；
[0069] 正常工作時，充電電流設定電平為0V，涓流標志位為1，安時計控制標志為安時計 控，蓄電池為滿電量；
[0070] 若充電電流>0,則蓄電池充電，電源工作在充電狀態，若安時計控制標志為V/Τ曲 線狀態，則當前時刻充電方式為V/Τ控制，若安時計控制標志為安時計控制，則當前市況充 電方式為安時計控制，分別檢測遙測參數是否正常，正常工作時，充電電流大小是否在測試 知識庫規定范圍，電池電壓逐漸升高，電池電量、充電電量逐步累加，涓流標志位為〇 ;
[0071] 所述太陽方陣模擬器狀態檢測具體為：接收衛星電源分系統控制器的分流遙測數 據，根據步驟（1)中衛星電源分系統相關判據中的衛星電源分系統遙測參數在最大最小負 載下的極限范圍，判斷太陽方陣模擬器各個分陣所處狀態，所述狀態包括供電狀態、分流狀 態和調寬狀態；
[0072] 所述蓄電池狀態檢測具體為：接收衛星電源分系統控制器的蓄電池溫度、蓄電池 電壓及蓄電池充電電量數據，若蓄電池溫度處于步驟（1)中衛星電源分系統相關判據中的 衛星電源分系統遙測參數在最大最小負載下的極限范圍內，則蓄電池狀態正常，否則蓄電 池狀態異常，提示報警；若蓄電池電壓或者充電電量處于步驟（1)中衛星電源分系統相關 判據中的衛星電源分系統遙測參數高于最低門限范圍內，則蓄電池狀態正常，否則蓄電池 狀態異常，提示報警；
[0073] 所述衛星電源遙測數據變化檢測具體為：用當前遙控指令下衛星電源分系統的變 化檢測參數值減去前一個遙控指令下衛星電源分系統的變化檢測參數值，得到衛星電源分 系統的變化檢測參數的增量，若該增量處于步驟（1)中衛星電源分系統遙測參數隨遙控指 令增量范圍內，則衛星電源遙測數據變化檢測正常，否則衛星電源遙測數據變化檢測異常， 進入步驟（5);所述衛星電源分系統的變化檢測參數包括負載電流、平臺供電電流、姿控供 電電流、第一載荷區供電電流和第二載荷區供電電流；
[0074] 若衛星電源遙測數據檢測、整星供電狀態檢測和衛星電源遙測數據變化檢測均正 常，則衛星電源實時健康狀態檢測正常，否則衛星電源實時健康狀態檢測異常；
[0075] (5)判斷步驟（4)中衛星電源實時健康狀態檢測異常故障出現的位置與等級，顯 示報警信息；具體為：
[0076] 若衛星電源遙測數據變化參數異常，即按照異常電流鎖定異常位置，進一步確定 故障等級，具體為：
[0077] 若姿控電流增量異常，則控制分系統供電故障；若平臺供電電流增量異常，則根據 相應遙控指令，判斷為電源或者測控分系統供電故障；若第一載荷區供電電流增量異常，則 第一載荷區供電故障；若第二載荷區供電電流增量異常，則第二載荷區供電故障；
[0078] 對于每一個出現故障的分系統，若沒有遙控指令發送，且其供電電流和供電電壓 增大并超過其最大負載下的極限值，或采集到遙控指令內容后其關鍵參數變化大范圍超過 數據庫中的預設增量，則此時該分系統處于一級供電故障；所述關鍵參數為負載電流、平臺 供電電流、姿控供電電流、第一載荷區供電電流和第二載荷區供電電流；
[0079] 若沒有遙控指令發送，但是根據上一時刻狀態判讀該分系統為開機狀態，且此時 其供電電流和供電電壓減小并超過其最小負載下的極限值，或采集到遙控指令內容后其關 鍵參數變化在一定程度內超過數據庫中預設增量，則該分系統處于二級供電故障；
[0080] 若采集到遙控指令內容后其關鍵參數并未按照數據庫中預設增量發生變化，則此 時開機功能故障，該分系統處于三級供電故障；
[0081] (6)應急操作處理：發生故障報警后，根據故障出現的位置與等級，自動連接控制 臺發送緊急斷電或終止進程序列，保障整星測試安全，具體為：
[0082] 應急操作處理是指建立各個分系統緊急斷電序列與整星緊急斷電序列，并將應急 斷電模塊與控制臺建立連接，發生故障報警后，故障判別顯示為一級故障時，自動執行預設 的整星緊急斷電序列；故障判別顯示為二級故障時，自動發送終止故障所屬分系統測試進 程序列；故障判別顯示為三級故障時，不執行斷電序列，測試繼續進行，待測試結束后處理， 初始健康狀態檢查未通過，默認為一級故障，直接執行整星的緊急斷電序列。
[0083] 實施例一：
[0084] 結合衛星某一型號測試過程，建立具體測試知識庫如表1所示，
[0085] 表 1
[0086]
【權利要求】
1. 一種基于智能判讀的衛星電源健康狀況跟蹤與檢測方法，其特征在于步驟如下： (1) 采集衛星電源分系統的遙測參數，建立衛星電源分系統相關判據，并將遙測參數 和相關判據以數據表格形式進行存儲，建立衛星電源基礎測試知識庫，以供在測試過程中 實時自動查詢，所述衛星電源分系統相關判據包括范圍判據、二值判據和衛星電源分系統 遙測參數的故障位置模型，所述范圍判據包括衛星電源分系統遙測模擬量參數加電初始范 圍、衛星電源分系統遙測參數隨遙控指令增量范圍和衛星電源分系統遙測參數在最大最小 負載下的極限范圍，所述二值判據包括衛星電源分系統遙測數字量參數加電初始數值；所 述衛星電源分系統遙測參數包括速變參數和緩變參數，所述速變參數包括母線電壓、蓄電 池組電壓、負載電流、太陽電池陣電流、充電電流和放電電流，緩變參數包括分流遙測、放電 模塊工作狀態、v/τ控制曲線狀態、安時計通斷狀態、充電陣通斷狀態、電源下位機工作狀 態、電源安全狀態字蓄電池溫度； 所述故障位置模型包括電源控制器故障、配電器故障、控制分系統供電故障、測控分系 統供電故障、星務分系統供電故障、第一載荷區供電故障和第二載荷區供電故障，根據故障 的嚴重程度，每一類故障分為一級故障、二級故障和三級故障； (2) 太陽方陣模擬器升電、衛星上下行信道調整完畢，衛星蓄電池接通后衛星達到初始 加電狀態，地面測試系統通過控制臺向衛星電源分系統發送遙控指令，衛星電源分系統接 收到遙控指令后，向地面測試分系統發送遙測數據； (3) 利用步驟（1)中的衛星電源分系統相關判據對步驟（2)中得到的遙測數據進行初 始健康狀態檢測，對于模擬量遙測數據，若滿足衛星電源分系統相關判據中的范圍判據，則 模擬量遙測數據正常；否則模擬量遙測數據異常；對于數字量遙測數據，若滿足衛星電源 分系統相關判據中的二值判據，則數字量遙測數據正常；否則數字量遙測數據異常； 若所有模擬量遙測數據和數字量遙測數據均正常，則衛星電源分系統初始健康狀況檢 測正常，進入步驟（4);若模擬量遙測數據和數字量遙測數據中有一項或者多項數據異常， 則衛星電源分系統初始健康狀況檢測異常，系統發出報警信息，初始健康狀態檢測完成后， 生成初始健康狀況報告，記錄衛星電源分系統初始健康狀態檢測結果；進入步驟（6); (4) 根據步驟（1)中的衛星電源分系統相關判據對衛星電源分系統進行實時健康狀態 檢測，所述實時健康狀態檢測包括衛星電源遙測數據檢測、整星供電狀態檢測和衛星電源 遙測數據變化檢測；所述衛星電源遙測數據檢測包括母線電壓檢測、負載電流檢測和電池 電壓檢測；整星供電狀態檢測包括電源供電狀態檢測、電源工作模式檢測、太陽方陣模擬器 狀態檢測和蓄電池狀態檢測；衛星電源遙測數據變化檢測包括遙控指令內容檢測、參數實 際增量檢測和參數預測增量檢測； 所述衛星電源遙測數據檢測是將實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓與步驟 (1)衛星電源分系統相關判據中的衛星電源分系統遙測參數在最大最小負載下的極限范圍 進行比較，若實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓均處于該范圍內，則衛星電源遙測 數據檢測正常，若實時接收的母線電壓、負載電流和電池電壓有一個或者多個處于該范圍 夕卜，則發出報警； 所述電源供電狀態包括蓄電池單獨供電狀態、太陽電池陣單獨供電狀態和蓄電池與太 陽電池陣聯合供電狀態，當太陽電池陣電流等于0且放電電流大于0時，電源分系統處于蓄 電池單獨供電狀態；當太陽電池陣電流大于0,蓄電池放電電流等于0時，電源分系統處于 太陽電池陣單獨供電狀態；當太陽電池陣電流與蓄電池放電電流均大于0時，電源分系統 處于蓄電池與太陽電池陣聯合供電狀態； 所述電源工作模式的檢測是判斷當前電源工作在放電狀態、充電狀態或是分流狀態， 以及驗證各個狀態下電源分系統是否工作正常； 若當前時刻衛星電源處于蓄電池單獨供電狀態或者蓄電池與太陽電池陣聯合供電狀 態，則當前衛星電源工作在放電狀態，首先驗證能量是否守恒，具體為： 蓄電池供電時：放電電流*電池電壓=負載電流*母線電壓，聯合供電時：負載電流* 母線電壓=放電電流*電池電壓+方陣電流*母線電壓； 其次檢測遙測參數是否正常，所述遙測參數包括v/τ終止電平、涓流標志位、分流遙 測、電池電壓、安時計控制標志和放電電量；正常工作時，v/τ終止電平為未終止，涓流標志 位為0,分流遙測值小于0. 5V，電池電壓逐漸減小，安時計控制標志為安時計控，放電電量 逐漸增加； 若當前時刻衛星電源處于太陽電池陣單獨供電狀態，則首先驗證能量是否守恒，具體 為： 方陣電流*母線電壓=分流電流*分陣電壓+充電電流*電池電壓； 其次檢測充電電流，若充電電流=〇，則蓄電池已充滿電，當前電源工作在分流狀態，驗 證遙測參數是否正常； 正常工作時，充電電流設定電平為0V，涓流標志位為1，安時計控制標志為安時計控， 蓄電池為滿電量； 若充電電流>〇,則蓄電池充電，電源工作在充電狀態，若安時計控制標志為ν/τ曲線狀 態，則當前時刻充電方式為v/τ控制，若安時計控制標志為安時計控制，則當前市況充電方 式為安時計控制，分別檢測遙測參數是否正常，正常工作時，充電電流大小是否在測試知識 庫規定范圍，電池電壓逐漸升高，電池電量、充電電量逐步累加,涓流標志位為0 ; 所述太陽方陣模擬器狀態檢測具體為：接收衛星電源分系統控制器的分流遙測數據， 根據步驟（1)中衛星電源分系統相關判據中的衛星電源分系統遙測參數在最大最小負載 下的極限范圍，判斷太陽方陣模擬器各個分陣所處狀態，所述狀態包括供電狀態、分流狀態 和調寬狀態； 所述蓄電池狀態檢測具體為：接收衛星電源分系統控制器的蓄電池溫度、蓄電池電壓 及蓄電池充電電量數據，若蓄電池溫度處于步驟（1)中衛星電源分系統相關判據中的衛星 電源分系統遙測參數在最大最小負載下的極限范圍內，則蓄電池狀態正常，否則蓄電池狀 態異常，提示報警；若蓄電池電壓或者充電電量處于步驟（1)中衛星電源分系統相關判據 中的衛星電源分系統遙測參數高于最低門限范圍內，則蓄電池狀態正常，否則蓄電池狀態 異常，提示報警； 所述衛星電源遙測數據變化檢測具體為：用當前遙控指令下衛星電源分系統的變化檢 測參數值減去前一個遙控指令下衛星電源分系統的變化檢測參數值，得到衛星電源分系統 的變化檢測參數的增量，若該增量處于步驟（1)中衛星電源分系統遙測參數隨遙控指令增 量范圍內，則衛星電源遙測數據變化檢測正常，否則衛星電源遙測數據變化檢測異常，進入 步驟（5);所述衛星電源分系統的變化檢測參數包括負載電流、平臺供電電流、姿控供電電 流、第一載荷區供電電流和第二載荷區供電電流； 若衛星電源遙測數據檢測、整星供電狀態檢測和衛星電源遙測數據變化檢測均正常， 則衛星電源實時健康狀態檢測正常，否則衛星電源實時健康狀態檢測異常； (5) 判斷步驟（4)中衛星電源實時健康狀態檢測異常故障出現的位置與等級，顯示報 警信息；具體為： 若衛星電源遙測數據變化參數異常，即按照異常電流鎖定異常位置，進一步確定故障 等級，具體為： 若姿控電流增量異常，則控制分系統供電故障；若平臺供電電流增量異常，則根據相應 遙控指令，判斷為電源或者測控分系統供電故障；若第一載荷區供電電流增量異常，則第一 載荷區供電故障；若第二載荷區供電電流增量異常，則第二載荷區供電故障； 對于每一個出現故障的分系統，若沒有遙控指令發送，且其供電電流和供電電壓增大 并超過其最大負載下的極限值，或采集到遙控指令內容后其關鍵參數變化大范圍超過數據 庫中的預設增量，則此時該分系統處于一級供電故障；所述關鍵參數為負載電流、平臺供電 電流、姿控供電電流、第一載荷區供電電流和第二載荷區供電電流； 若沒有遙控指令發送，但是根據上一時刻狀態判讀該分系統為開機狀態，且此時其供 電電流和供電電壓減小并超過其最小負載下的極限值，或采集到遙控指令內容后其關鍵參 數變化在一定程度內超過數據庫中預設增量，則該分系統處于二級供電故障； 若采集到遙控指令內容后其關鍵參數并未按照數據庫中預設增量發生變化，則此時開 機功能故障，該分系統處于三級供電故障； (6) 應急操作處理：發生故障報警后，根據故障出現的位置與等級，自動連接控制臺發 送緊急斷電或終止進程序列，保障整星測試安全，具體為： 應急操作處理是指建立各個分系統緊急斷電序列與整星緊急斷電序列，并將應急斷電 模塊與控制臺建立連接，發生故障報警后，故障判別顯示為一級故障時，自動執行預設的整 星緊急斷電序列；故障判別顯示為二級故障時，自動發送終止故障所屬分系統測試進程序 列；故障判別顯示為三級故障時，不執行斷電序列，測試繼續進行，待測試結束后處理，初始 健康狀態檢查未通過，默認為一級故障，直接執行整星的緊急斷電序列。
【文檔編號】G01R31/40GK104297699SQ201410505467
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】栗琳, 張飛宇, 姬云龍, 李立, 曾鴻 申請人:航天東方紅衛星有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
