[發明專利]一種電推進多模式自主控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110327474.7
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113107798B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 高俊;鄒達人;何剛;李永;宋飛;劉國西;李宗良;韓亮;叢云天;郭盼
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種電推進多模式自主控制系統，其特征在于：該自主控制系統包括電推進多模式控制模塊、多模式電源模塊、多模式流率控制模塊、多模式電推力器和多模式方向調節裝置；多模式電推力器安裝在多模式方向調節裝置上，多模式方向調節裝置能夠帶動多模式電推力器轉動；

所述的電推進多模式控制模塊包括模式解算子模塊、功率控制子模塊、流率控制子模塊和推力方向控制子模塊；

模式解算子模塊用于接收系統工作模式指令，并根據接收到的系統工作模式指令解算該工作模式下點火功率信號、點火流率信號和推力方向信號，并將解算得到的點火功率信號發送給功率控制子模塊，將解算得到的點火流率信號發送給流率控制子模塊，將解算得到的推力方向信號發送給推力方向控制子模塊；

功率控制子模塊用于接收模式解算子模塊發送的點火功率信號，并根據接收到的點火功率信號形成點火功率控制信號，并將點火功率控制信號輸出給多模式電源模塊；

多模式電源模塊用于接收功率控制子模塊輸出的點火功率控制信號，并根據接收到的點火功率控制信號進行點火功率調節，將調節后的點火功率輸出給多模式電推力器；多模式電源模塊還將調節后的點火功率形成功率遙測信號反饋給功率控制子模塊，功率控制子模塊根據反饋的功率遙測信號完成點火功率的閉環控制；

流率控制子模塊用于接收模式解算子模塊發送的點火流率信號，并根據接收到的點火流率信號形成點火流率控制信號，并將點火流率控制信號輸出給多模式流率控制模塊；

多模式流率控制模塊用于接收流率控制子模塊輸出的點火流率控制信號，并根據接收到的點火流率控制信號進行點火流率調節，將調節后的點火流率輸出給多模式電推力器，多模式流率控制模塊還將調節后的點火流率形成流率遙測信號反饋給流率控制子模塊，流率控制子模塊根據反饋的流率遙測信號完成點火流率的閉環控制；

推力方向控制子模塊用于接收模式解算子模塊發送的推力方向信號，并根據接收得的推力方向信號，形成推力方向控制信號，并將推力方向控制信號輸出給多模式方向調節裝置，多模式方向調節裝置根據推力方向控制信號進行推力方向調節，在多模式方向調節裝置進行推力方向調節時能夠帶動多模式電推力器進行轉動；多模式方向調節裝置將調節后的推力方向形成推力方向遙測信號反饋給推力方向控制子模塊，推力方向控制子模塊根據反饋的推力方向遙測信號完成推力方向的閉環控制。

2.根據權利要求1所述的一種電推進多模式自主控制系統，其特征在于：多模式電源模塊能夠將星上一次母線功率轉換為電推力器工作所需要的二次功率電源。

3.根據權利要求2所述的一種電推進多模式自主控制系統，其特征在于：二次功率電源包括陰極加熱電源、陰極觸持電源、陰極點火電源、中和器加熱電源、中和器觸持電源、中和器點火電源、陽極電源、屏柵電源和加速電源。

4.根據權利要求2所述的一種電推進多模式自主控制系統，其特征在于：多模式電源模塊在電推進多模式控制模塊送來的點火功率控制信號的驅動控制下，按照設定時序實現各二次電源的啟動和關閉，以及功率的大范圍調節。

5.根據權利要求2所述的一種電推進多模式自主控制系統，其特征在于：陽極電源和屏柵電源為可調數字電源，能夠實現陽極輸出功率和屏柵輸出功率的多工作點調節，滿足電推進系統多模式工作時的工作功率需求，工作功率為3kW、4kW或5kW。

6.根據權利要求1所述的一種電推進多模式自主控制系統，其特征在于：多模式流率控制模塊能夠對推進劑進行存儲，并將存儲的推進劑按照電推力器工作所需要的三路流率進行大范圍精確調節；多模式流率控制模塊在電推進多模式控制模塊送來的點火流率控制信號的驅動控制下，為多模式電推力器工作提供所需流率的推進劑；多模式流率控制模塊采用可調流量控制器，可實現點火流率的多工作點調節，滿足電推進系統多模式工作時的多工作點點火流率需求，流率范圍0～10mg/s。

7.根據權利要求6所述的一種電推進多模式自主控制系統，其特征在于：三路流率為中和器流率陰極流率陽極流率