[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

本發明涉及一種在軌剩余燃料的確定方法，尤其屬于在軌高精度剩余燃料的實時估計與補償。包括如下步驟：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；軌控期間同時由測量加速度計算燃耗量；軌控期間根據推力器切換標志進行一次燃耗量更新；計算剩余燃料量。該方法基于各推力器脈寬量及軌控期間的加速度測量值計算燃耗量，并在軌控期間根據是否發生推力器故障切換對燃耗量進行補償修正，實現高精度的實時燃料剩余量估計。該燃耗量估計及補償方法計算簡單，易于工程應用。

技術領域

本發明涉及一種在軌剩余燃料的確定方法，尤其屬于在軌高精度剩余燃料的實時估計與補償。

背景技術

現有的在軌燃料確定方法均是通過在安裝儲箱的測量傳感器的量測信息計算獲得或是由需要的控制量根據比沖值預估獲得，但在實際應用時，敏感器采集的測量信息計算誤差較大，而通過控制量預估獲得的燃料剩余量未考慮實際控制的執行情況導致預估值可能與實際不符，為了對剩余燃料進行實時高精度估計，需要采取一定的技術途徑來保證剩余燃耗量的實時計算、評估與補償。

發明內容

本發明的技術解決問題是：針對現有技術存在的不足，提出一種在軌剩余燃料的確定方法，它能夠更加實時可靠的計算在軌剩余燃料值。

本發明是通過以下的技術方案實現的。

一種在軌剩余燃料的確定方法，包括如下步驟：

步驟1，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：

計算各推力器本周期的燃耗量并累加；

計算當前飛行器總燃耗量；

步驟2，軌控期間同時由測量加速度計算燃耗量：

由測量加速度計算當前周期的燃耗量；

計算當前軌控期間總燃耗量；

計算當前飛行器質量；

步驟3，軌控期間根據推力器切換標志進行一次燃耗量更新：

判斷是否已進行推力器切換；

更新當前飛行器總燃耗量；

步驟4，計算剩余燃料量。

所述步驟1具體包括如下步驟：

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(額定壓力下的穩定流量)，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(與各周期的噴氣脈寬量有關)。

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)。

所述步驟2具體包括如下步驟：

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的軌控方向的測量加速度a_k計算當前周期的燃耗量Δm′_k