[發明專利]一種在軌剩余燃料的確定方法

有效

• 申請號: 202010774450.1
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112078832B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 劉赟;張肖;董晉芳;程顥;王向
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40;G01F22/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種在軌剩余燃料的確定方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1，在非軌控期間和軌控期間均根據推力器的流量參數及噴氣脈寬量，計算飛行器總燃耗量；

步驟2，在軌控期間，同時由測量加速度計算燃耗量；

步驟3，在軌控期間根據推力器切換標志進行一次燃耗量更新；

步驟4，計算剩余燃料量；

所述的步驟1中，首先計算各推力器本周期的燃耗量并累加，然后計算當前飛行器總燃耗量；具體的：

步驟1.1，計算各推力器本周期的燃耗量并累加：

由各推力器的流量參數和本周期的噴氣脈寬計算各推力器本周期的燃耗量，累加后獲得本周期燃耗量

其中，n為推力器總臺數，i為推力器編號，k為周期數，q_i為第i臺推力器每秒的消耗速率，t_i,k為第k周期第i臺推力器的噴氣脈寬，Δt_i為第i臺推力器的電氣延遲時間，β_i(t_i,k)為脈沖多耗系數；

步驟1.2，計算當前飛行器總燃耗量：

由本周期燃耗量加前一周期的飛行器總燃耗量獲得當前飛行器總燃耗量

其中，為當前飛行器總燃耗量，初值

2.根據權利要求1所述的一種在軌剩余燃料的確定方法，其特征在于：所述的步驟2中，首先由測量加速度計算當前周期的燃耗量，然后計算當前軌控期間總燃耗量，最后計算當前飛行器質量。

3.根據權利要求1或2所述的一種在軌剩余燃料的確定方法，其特征在于：所述的步驟2為：

步驟2.1，由測量加速度計算當前周期的燃耗量：

軌控期間由當前周期測量加速度a_k計算當前周期的燃耗量Δm′_k

其中，M′_k-1為第k-1周期飛行器質量，T_c為軌控周期時長，I為推力器比沖值；

步驟2.2，計算當前軌控期間總燃耗量：

累加前一周期計算的燃耗量m′_k-1獲得當前軌控的總燃耗量

m′_k＝Δm′_k+m′_k-1

其中，m′_k為軌控期間用加速度測量值計算的第k周期時飛行器總燃耗量，初值k₀為軌控起始時的周期數，為軌控起始時由步驟1計算的飛行器總燃耗量；

步驟2.3，計算當前飛行器質量：

用飛行器滿載質量減去當前總燃耗量m′_k獲得當前飛行器質量

M′_k＝M_all-m′_k-1

其中，M_all為飛行器滿載時的質量。

4.根據權利要求1所述的一種在軌剩余燃料的確定方法，其特征在于：所述的步驟3中，首先判斷是否已進行推力器切換，然后更新當前飛行器總燃耗量。

5.根據權利要求1或4所述的一種在軌剩余燃料的確定方法，其特征在于：所述的步驟3為：

步驟3.1，判斷是否已進行推力器切換：

根據推力器切換標志S_k給出燃耗量是否更新標志U_k

初值U₀＝0，U_k為1時表示需要更新，U_k為0時表示不需要更新；

其中，初值S₀＝0；

步驟3.2，更新當前飛行器總燃耗量m_k：

6.根據權利要求1所述的一種在軌剩余燃料的確定方法，其特征在于：所述的步驟4中，剩余燃料量計算方法為：

由飛行器滿載燃料量m_all減去當前飛行器總燃耗量m_k獲得當前剩余燃料量m_remain,k：

m_remai_n,k＝m_all-m_k。

7.根據權利要求1所述的一種在軌剩余燃料的確定方法，其特征在于：β_i(t_i,k)的具體值與各周期的噴氣脈寬量有關，q_i為額定壓力下的穩定流量。