[發明專利]搭載航天器加電系統及方法在審
| 申請號: | 201410654609.0 | 申請日: | 2014-11-18 |
| 公開(公告)號: | CN104460441A | 公開(公告)日: | 2015-03-25 |
| 發明(設計)人: | 繩濤;黃奕勇;庹洲慧;陳小前;趙勇 | 申請(專利權)人: | 中國人民解放軍國防科學技術大學 |
| 主分類號: | G05B19/042 | 分類號: | G05B19/042;B64G1/22 |
| 代理公司: | 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240 | 代理人: | 吳貴明 |
| 地址: | 410073 湖*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 搭載 航天器 系統 方法 | ||
技術領域
本發明涉及航天器控制領域,特別地,涉及一種搭載航天器加電系統及方法。
背景技術
對于搭載發射的航天器,一般要求在發射過程中不加電,即由運載系統控制航天器的供電。對于需要分離的航天器,在星箭分離后由分離開關檢測到分離狀態后自動給航天器加電;對于不分離的航天器,需要運載系統給出加電控制信號對航天器進行加電。
分離加電方式,一般在航天器和運載系統的分離面配置1~2個分離開關,且在分離之前處于壓緊狀態。當運載系統發出星箭分離控制信號控制爆炸螺栓或火工切割器解鎖分離后,航天器與火箭分離且分離開關彈開,控制后段設備為航天器加電。這種控制方式要確保航天器可靠分離和分離開關可靠彈開,存在一定風險。例如,現有技術中就存在搭載航天器因為上電故障導致任務失敗的案例。
不分離加電方式,需要運載系統給搭載設備發出可靠的啟動加電信號,如果該信號異常,則存在不能正常上電的風險。
對于搭載衛星來說,目前一般只能在以上兩種加電方式中二者選其一,都屬于被動方式加電。通過分析可知,不管采用哪種方式,都要受到運載系統的控制,需要正常接收分離信號(分離航天器)或加電啟動信號(不分離航天器),這樣存在較大的風險。如果運載系統可靠性不高(例如首飛火箭),不能正常發出分離信號或加電信號,或者行程開關發生故障,就可能導致航天器系統不能正常加電,直接導致任務失敗。因此,亟需開發一種用于搭載航天器的可靠的自主加電啟動系統,以在被動加電失敗后給航天器自主加電啟動,繼續完成后續任務。
發明內容
本發明提供了一種搭載航天器加電系統及方法,以解決現有的搭載航天器采用分離加電方式或者不分離加電方式導致的上電可靠性低、系統容易失效的技術問題。
本發明采用的技術方案如下:
根據本發明的一個方面,提供一種搭載航天器加電系統,包括:設于搭載航天器上的供電單元、壓力氣動開關、延時控制單元;
供電單元電連接設于搭載航天器上的用電負載,用于給用電負載供電;
壓力氣動開關,用于檢測搭載航天器的外部氣壓,并在外部氣壓下降到預設閾值時啟動延時控制單元;
延時控制單元,用于在上電計時至預定時長后控制供電單元供電給用電負載。
進一步地,延時控制單元包括:
單片機,經壓力氣動開關電連接供電單元,用于在壓力氣動開關導通后上電計時,并在上電計時至預定時長后生成觸發信號;
繼電器開關,設于供電單元與用電負載的電連接線路上,繼電器開關的控制線圈與單片機的輸出端連接,用于在單片機輸出的觸發信號作用下控制供電單元供電給用電負載。
進一步地,繼電器開關為磁保持繼電器;觸發信號為脈沖電信號。
進一步地,單片機設有上電判斷模塊,用于在單片機上電計時至預定時長后,判斷用電負載是否加電。
進一步地,預定時長根據壓力氣動開關的接通時間設定,計算公式如下:
T=T1-T2+T3
其中,T為預定時長、T1為航天器的運載火箭的飛行時長、T2為壓力氣動開關的接通時間相對于運載火箭點火的時長、T3為安全裕度時長。
進一步地,壓力氣動開關包括:波紋管、行程開關和外殼,波紋管和行程開關設于外殼內,其中,
波紋管內密封有預定壓力的氣體,波紋管的端部與行程開關的壓縮觸點抵接,以在波紋管的內外壓差作用下導通行程開關。
進一步地,供電單元為蓄電池。
根據本發明的另一方面,提供一種搭載航天器加電方法,包括:
檢測搭載航天器的外部氣壓,并在外部氣壓下降到預設閾值時啟動延時控制;
延時至預定時長后控制搭載航天器上的供電單元供電給用電負載。
進一步地,該方法還包括:
延時至預定時長后,判斷用電負載是否加電;若否,則控制搭載航天器上的供電單元供電給用電負載。
進一步地,該方法中,采用壓力氣動開關檢測搭載航天器的外部氣壓變化,預定時長根據壓力氣動開關的接通時間設定,計算公式如下:
T=T1-T2+T3
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