高低速多加热器串行卫星热控系统及方法与流程

本发明涉及卫星热控，具体地，涉及一种高低速多加热器串行卫星热控系统及方法。

背景技术：

1、航天器所处的太空环境非常恶劣，卫星上的部件、设备所处的温度范围可能在零下一百摄氏度到零上一百多摄氏度。卫星热控系统为星上仪器设备提供一个合适的温度环境，由于星上仪器设备较多，因此卫星具备较多加热器。目前较多卫星采用集中控温的手段，比如用一台加热器控制驱动器控制几十路甚至上百路加热器，然而一般的串行控制方法，采用均分式设计，不能针对特点加热器进行较为精密性控温。

2、专利文献cn111651837a公开了一种卫星热控管理系统及方法，包括：在卫星设计、制造及发射各个阶段中，任务分配模块被配置为根据多个产品管理模块的冗余控制功能将其映射至批产过程控制及试验模块中，以分别同时完成多条平行任务；多个产品管理模块在卫星装配阶段被分配为产品级装配模块、板级装配模块及总装装配模块；多个产品管理模块在卫星试验阶段被分配为模样热平衡试验模块及正样热平衡试验模块。然而该专利无法完全解决目前存在的技术问题，也无法满足本发明的需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高低速多加热器串行卫星热控系统及方法。

2、根据本发明提供的高低速多加热器串行卫星热控系统，包括：串行通道的加热器控制驱动器、同优先级加热器组控制策略和不同优先级加热器组控制策略；

3、所述串行通道的加热器对加热器单元时间产生的热量进行调整，控制驱动器响应周期只支持一路加热器控制指令；

4、所述同优先级加热器组控制策略按加热器顺序执行，结算出采温点的处理温度，当处理温度超过温度阈值后生成加热器控制指令；

5、所述不同优先级加热器组控制策略中，低优先级加热器组在高优先级指令非执行时间单元进行温度控制，低优先级加热器组在高优先级加热器组空闲时间单元下进行温度控制。

6、优选地，所述加热器控制指令包括开关式指令和参数类指令，所述开关式指令用于加热器开或者关，所述参数类指令用于pwm参数调整。

7、优选地，每个加热器有一个或者多个采温点，对采温点温度取最大值、最小值、某个单值、平均值，计算出处理温度。

8、优选地，同优先级加热器组，按照加热器编号按判断时间单元执行一路加热器判断，一路加热器的控温周期满足公式θ为一路加热器的控温周期，m为同优先级加热器组加热器数量，i为同优先级加热器组加热器序号，α为同优先级加热器组的判断时间单元，γ为产生空闲时间单元的连续指令执行时间单元数量，τ强制触发的空闲时间单元。

9、优选地，加热器控制驱动器响应周期为优先级1加热器组基本时间单元，优先级1加热器组基本时间单元为判断时间单元或空闲时间单元；

10、在处理温度超过阈值时，判断时间单元是指令执行时间单元；在处理温度未超过阈值时，判断时间单元是指令非执行时间单元；当连续多个判断时间单元为指令执行时间单元时，强制产生空闲时间单元，不进行温度判断，以便低优先级加热器组进行控温；

11、优先级1加热器组的指令非执行时间单元和空闲时间单元为下一级加热器组的基本时间单元，形成优先级n的加热器基本时间单元，最后一级加热器不产生空闲时间单元，由此实现对不同加热器组控温。

12、根据本发明提供的高低速多加热器串行卫星热控方法，包括：

13、步骤1：通过串行通道的加热器对加热器单元时间产生的热量进行调整，控制驱动器响应周期只支持一路加热器控制指令；

14、步骤2：采用同优先级加热器组控制策略，按加热器顺序执行，结算出采温点的处理温度，当处理温度超过温度阈值后生成加热器控制指令；

15、步骤3：采用不同优先级加热器组控制策略，低优先级加热器组在高优先级指令非执行时间单元进行温度控制，低优先级加热器组在高优先级加热器组空闲时间单元下进行温度控制。

16、优选地，所述加热器控制指令包括开关式指令和参数类指令，所述开关式指令用于加热器开或者关，所述参数类指令用于pwm参数调整。

17、优选地，每个加热器有一个或者多个采温点，对采温点温度取最大值、最小值、某个单值、平均值，计算出处理温度。

18、优选地，同优先级加热器组，按照加热器编号按判断时间单元执行一路加热器判断，一路加热器的控温周期满足公式θ为一路加热器的控温周期，m为同优先级加热器组加热器数量，i为同优先级加热器组加热器序号，α为同优先级加热器组的判断时间单元，γ为产生空闲时间单元的连续指令执行时间单元数量，τ强制触发的空闲时间单元。

19、优选地，加热器控制驱动器响应周期为优先级1加热器组基本时间单元，优先级1加热器组基本时间单元为判断时间单元或空闲时间单元；

20、在处理温度超过阈值时，判断时间单元是指令执行时间单元；在处理温度未超过阈值时，判断时间单元是指令非执行时间单元；当连续多个判断时间单元为指令执行时间单元时，强制产生空闲时间单元，不进行温度判断，以便低优先级加热器组进行控温；

21、优先级1加热器组的指令非执行时间单元和空闲时间单元为下一级加热器组的基本时间单元，形成优先级n的加热器基本时间单元，最后一级加热器不产生空闲时间单元，由此实现对不同加热器组控温。

22、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

23、(1)本发明针对卫星单通道多加热器的热控场景，通过优先级分组的形式对不同加热器进行闭环控制，提高了部分加热器的控温精度；

24、(2)本发明基于多加热器串行控制的特点，对加热器控制进行分组设计，实现高低速串行热控设计，在保证低优先级加热器的控温周期基础上，提高了高优先级加热器控制周期，充分提高了串行通道的利用率，为部分星上仪器、设备提供了更加适宜的温度环境。

技术特征：

1.一种高低速多加热器串行卫星热控系统，其特征在于，包括：串行通道的加热器控制驱动器、同优先级加热器组控制策略和不同优先级加热器组控制策略；

2.根据权利要求1所述的高低速多加热器串行卫星热控系统，其特征在于，所述加热器控制指令包括开关式指令和参数类指令，所述开关式指令用于加热器开或者关，所述参数类指令用于pwm参数调整。

3.根据权利要求1所述的高低速多加热器串行卫星热控系统，其特征在于，每个加热器有一个或者多个采温点，对采温点温度取最大值、最小值、某个单值、平均值，计算出处理温度。

4.根据权利要求1所述的高低速多加热器串行卫星热控系统，其特征在于，同优先级加热器组，按照加热器编号按判断时间单元执行一路加热器判断，一路加热器的控温周期满足公式θ为一路加热器的控温周期，m为同优先级加热器组加热器数量，i为同优先级加热器组加热器序号，α为同优先级加热器组的判断时间单元，γ为产生空闲时间单元的连续指令执行时间单元数量，τ强制触发的空闲时间单元。

5.根据权利要求4所述的高低速多加热器串行卫星热控系统，其特征在于，加热器控制驱动器响应周期为优先级1加热器组基本时间单元，优先级1加热器组基本时间单元为判断时间单元或空闲时间单元；

6.一种高低速多加热器串行卫星热控方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的高低速多加热器串行卫星热控方法，其特征在于，所述加热器控制指令包括开关式指令和参数类指令，所述开关式指令用于加热器开或者关，所述参数类指令用于pwm参数调整。

8.根据权利要求6所述的高低速多加热器串行卫星热控方法，其特征在于，每个加热器有一个或者多个采温点，对采温点温度取最大值、最小值、某个单值、平均值，计算出处理温度。

9.根据权利要求6所述的高低速多加热器串行卫星热控方法，其特征在于，同优先级加热器组，按照加热器编号按判断时间单元执行一路加热器判断，一路加热器的控温周期满足公式θ为一路加热器的控温周期，m为同优先级加热器组加热器数量，i为同优先级加热器组加热器序号，α为同优先级加热器组的判断时间单元，γ为产生空闲时间单元的连续指令执行时间单元数量，τ强制触发的空闲时间单元。

10.根据权利要求9所述的高低速多加热器串行卫星热控方法，其特征在于，加热器控制驱动器响应周期为优先级1加热器组基本时间单元，优先级1加热器组基本时间单元为判断时间单元或空闲时间单元；

技术总结本发明提供了一种高低速多加热器串行卫星热控系统及方法，包括：串行通道的加热器对加热器单元时间产生的热量进行调整，控制驱动器响应周期只支持一路加热器控制指令；同优先级加热器组控制策略按加热器顺序执行，结算出采温点的处理温度，当处理温度超过温度阈值后生成加热器控制指令；不同优先级加热器组控制策略中，低优先级加热器组在高优先级指令非执行时间单元进行温度控制，低优先级加热器组在高优先级加热器组空闲时间单元下进行温度控制。本发明针对卫星单通道多加热器的热控场景，通过优先级分组的形式对不同加热器进行闭环控制，提高了部分加热器的控温精度。技术研发人员：包佳东,张智飞,杨先睿,郑峰,王壮,邹亿,周长昱,李鑫,游月辉受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/17