用于低轨航天器光照通路测试方法及系统与流程

本发明涉及低轨航天器的测试领域，尤其涉及低轨航天器用光照通路测试方法及其装置，用于低轨航天器太阳电池翼与舱体对接后，判断航天器整个供电、充电功率供电回路的连接是否可靠。

背景技术：

随着我国低轨空间技术的飞速发展，航天器发展呈现出大功率、长寿命、高可靠的特征。而航天器的供电来源主要是太阳电池阵，为了能满足航天器大功率的要求，使得太阳电池翼的电池布片数增加、整翼的面积和重量增加，而航天器本体的体积重量大，故在地面测试阶段为了安全性、可操作性考虑，太阳电池翼和航天器本体采用分体式的测试方式。在航天器本体地面测试结束和太阳电池翼本身测试完成后，两者进行对接。为了确认太阳电池翼安装后，从舱外太阳电池翼到舱内控制设备整条供电、充电功率通路的可靠连接，需通过专门的测试方法进行验证。因此，光照通路测试测试方法的可行和参数采样的正确对于验证功率通路的可靠连接尤为重要。而且光照测试方法的实现给太阳电池阵能可靠供电提供了依据，对低轨航天器在轨可靠运行提供了基础。

技术实现要素：

本发明解决的问题是太阳电池翼安装后，从舱外太阳电池翼到航天器本体的舱内控制设备的供电、充电功率通路的可靠连接的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种光照通路测试系统，用于测试低轨航天器的太阳电池翼-驱动机构-分流调节器-功率管理器-航天器负载的供电、充电回路，该光照通路测试系统包括主控计算机、地面稳压电源、光照通路设备和灯阵设备，其中，所述主控计算机安装有应用软件，该应用软件发出第一接通指令或者第一断开指令以使得地面稳压电源-驱动机构-分流调节器-功率管理器和航天器负载的供电回路和充电回路接通或者断开，在接通的情况下，该应用软件获得供电回路和充电回路的参数以获得参考值；所述主控计算机的应用软件在该参考值正确的情况下，产生亮度控制指令并传输该亮度控制指令以使得该灯阵设备产生照射所述太阳电池翼的模拟太阳光，该应用软件产生第二接通指令或者第二断开指令以使得太阳电池翼-驱动机构-分流调节器-功率管理器和航天器负载的供电回路和充电回路接通或者断开，在此情况下，所述应用软件采集该供电回路和充电回路的参数以获得测试参数；所述主控计算机比较相应的测试参数与所述相应的参考值，在测试参数不大于参考值的情况下，判定所述回路的连接可靠，在测试参数大于相应参考值的情况下，判定所述回路连接不可靠。

在进一步方案中，所述灯阵设备包括太阳光模拟灯阵、灯阵电源控制箱和灯阵升降车，其中，太阳光模拟灯阵采用长弧风冷氙灯构成阵列，所述灯阵电源控制箱与所述天阳光模拟灯阵连通，包括若干灯阵亮度调节按钮，该调节按钮由所述亮度控制指令控制以使得所述灯阵内的相应所述冷氙灯发光。

在进一步方案中，所述灯阵设备还包括灯阵升降车，所述灯阵升降车包括升降装置和控制装置，所述太阳光模拟灯阵连接所述升降装置；所述控制装置接收所述上升指令而控制所述升降装置上升以使得太阳光模拟灯阵上升，接收所述下降指令而控制所述升降装置下降以使得所述太阳光模拟灯阵下降。

本发明另一方面是提供一种测试太阳电池翼-驱动机构-分流调节器-功率管理器-航天器负载之间充电和供电回路可靠连接的方法，该方法包括如下步骤：s1、将所述测试系统与太阳电池翼、驱动机构、分流调节器、功率管理器和航天器负载连接，其中太阳光模拟灯阵摆放在待照射的太阳电池翼外板贴有电池片的一面前方0.5m～1.5m，灯阵面与驱动机构轴线平行；s2、开启地面稳压源供电，测试系统的主控计算机的应用软件发出第一接通指令以便接通地面稳压电源-脱插-功率管理器-航天器负载的供电通路；s3、开启地面稳压电源，使得地面稳压电源通过脱插-功率管理器给航天器负载供电，主控计算机上的应用软件采集该供电回路的参数以获得参考值；s4、主控计算机的应用软件在参考值正确的情况下，用太阳光模拟灯阵照射的太阳电池翼外板贴有电池片的一面2s～5s后，主控计算机采集太阳电池翼-驱动机构-分流调节器-功率管理器和航天器负载的供电回路和充电回路的测试参数，比较该供电回路的测试参数与相应的参考值，在参数正确的情况下，判定所述供电回路可靠连接并进入步骤s5，反之，继续步骤s4；同时，关闭地面稳压电源使得100v稳压电源-光照通路装置-脱插-功率管理器-航天器负载的供电通路上的功率关闭；s5、继续光照10s～25s后，应用软件采集所述充电回路的测试参数，判断充电回路的测试参数是否正确，在充电回路的参数正确的情况下，判断所述充电回路可靠连接。

在进一步方案中，所述方法还包括如下步骤：s6、开启地面稳压源供电，使得100v稳压电源通过光照通路装置-脱插-功率管理器给航天器负载供电；由灯阵操作人员关闭灯阵，使得左翼外板上的太阳电池片通过驱动机构-分流调节器-功率管理器给航天器负载的供电通路关闭；s7、关闭100v稳压供电，使得100v稳压电源通过光照通路装置-脱插-功率管理器给航天器负载供电功率关闭；s8、开启28v稳压源供电，主控计算机通过光照通路设备向航天器上功率管理器发送稳压供电继电器断开指令，断开100v稳压电源-光照通路装置-脱插-功率管理器-航天器负载的供电通路；s9、结束测试，撤收光照通路测试设备。

在进一步方案中，所述测试系统包括主控计算机、地面稳压电源、光照通路设备和灯阵设备，其中，所述主控计算机安装有应用软件，该应用软件发出第一接通指令或者第一断开指令以使得地面稳压电源-驱动机构-分流调节器-功率管理器和航天器负载的供电回路和充电回路接通或者断开，在接通的情况下，该应用软件获得供电回路和充电回路的参数以获得参考值；所述主控计算机的应用软件在该参考值正确的情况下，产生亮度控制指令并传输该亮度控制指令以使得该灯阵设备产生照射所述太阳电池翼的模拟太阳光，该应用软件产生第二接通指令或者第二断开指令以使得太阳电池翼-驱动机构-分流调节器-功率管理器和航天器负载的供电回路和充电回路接通或者断开，在此情况下，所述应用软件采集该供电回路和充电回路的参数以获得测试参数；所述主控计算机比较相应的测试参数与所述相应的参考值，在测试参数不大于参考值的情况下，判定所述回路的连接可靠，在测试参数大于相应参考值的情况下，判定所述回路连接不可靠。

在进一步方案中，所述灯阵设备包括太阳光模拟灯阵、灯阵电源控制箱和灯阵升降车，其中，太阳光模拟灯阵采用长弧风冷氙灯构成阵列，所述灯阵电源控制箱与所述天阳光模拟灯阵连通，包括若干灯阵亮度调节按钮，该调节按钮由所述亮度控制指令控制以使得所述灯阵内的相应所述冷氙灯发光。

在进一步方案中，所述灯阵设备还包括灯阵升降车，所述灯阵升降车包括升降装置和控制装置，所述太阳光模拟灯阵连接所述升降装置；所述控制装置接收所述上升指令而控制所述升降装置上升以使得太阳光模拟灯阵上升，接收所述下降指令而控制所述升降装置下降以使得所述太阳光模拟灯阵下降。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、提供一种低轨航天器用光照通路测试方法，避免了航天器本体与太阳电池翼对接后，供电通路未确认的情况下，对整舱其他产品设备的危害性，增加了地面测试的安全性、可操作性。

2、本发明易于实施，增加了测试时机和测试阶段的灵活性。

附图说明

图1是本发明低轨航天器用光照通路设备用于测试的示意图；

图2是本发明低轨航天器用光照通路测试系统测试的一种航天器本体的供电、充电回路示意图；

图3是光照通路测试系统各设备连接示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1至图3，为了便于理解本发明，先介绍被测对象及该对象与本测试系统的连接如下：本发明光照通路测试系统用于测试太阳电池阵安装于航天器舱体上后，测试的航天器的供电、充电回路可靠连接的设备，包括主控计算机、地面稳压电源和灯阵设备。主控计算机安装有应用软件，该应用软件用于控制被测对象、采集回路上的参数并判断连接是否可靠。所述地面稳压电源作为参考电源，在该电源供电的情况下，采集充电回路和供电回路的参数以作为参考值，用于后续用太阳电池翼供电的情况下，采集的测试参数与相应的参考值比较，进而，判断回路连接是否可靠。所述灯阵设备包括太阳光模拟灯阵、灯阵电源控制箱和灯阵升降车，其中，太阳光模拟灯阵采用长弧风冷氙灯构成阵列，所述灯阵电源控制箱与所述太阳光模拟灯阵连通，包括若干灯阵亮度调节按钮，该调节按钮由所述亮度控制指令控制以使得所述灯阵内的相应所述冷氙灯发光。所述灯阵设备还包括灯阵升降车，所述灯阵升降车包括升降装置和控制装置，所述太阳光模拟灯阵连接所述升降装置；所述控制装置接收所述上升指令而控制所述升降装置上升以使得太阳光模拟灯阵上升，接收所述下降指令而控制所述升降装置下降以使得所述太阳光模拟灯阵下降。在图1和图3中，光照通路测试设备需具备提供地面电源接入的接口，提供参数测量通道和指令模拟通道。

请参阅图2和图3，一种被测对象的所述航天器舱体的供电通路上的设备包括功率管理器、分流调节器和驱动机构(用于太阳电池翼安装固定在舱体上的媒介，用于太阳电池翼与分流调节器间功率信号传输的媒介)。与该航天器舱体相对应的航天器太阳电池阵采用分阵式设计，其中供电阵用于给负载供电，充电阵用于给储能电池充电。其中太阳电池阵分为左右两翼，每翼3块板，分别为内板、中板和外板，左翼设置8路供电阵、12路充电阵，右翼设置9路供电阵、9路充电阵。

光照通路测试方法所使用的参数：母线电压是电源供电通路输出给负载的一次母线电压；二次电源电压是一次母线电压经过dcdc模块变换后的电压；a机组充电阵电压是a机组7路充电阵在分流调节器汇集后的电压；b机组充电阵电压是b机组7路充电阵在分流调节器汇集后的电压；单路充电阵电压是c机组第5路充电阵的电压；单路供电阵电压是左太阳电池翼第7路供电阵的电压遥测。

供电功率回路：左翼8路供电阵通过板间电缆和设备间电缆连接至左驱动机构x1电连接器，通过左驱动机构的滑环送至左驱动机构x4电连接器，然后通过设备间电缆连至设备分流调节器的x13电连接器，在分流调节器内汇合后经x12电连接器输出至功率管理器的x1的电连接器，从而通过功率管理器的x6的电连接器供电给舱内设备。根据航天器的分流调节器设计状态，可通过光照测试通路设备采集母线电压、二次电源电压、单路供电阵电压等参数检查通路上的电连接器插接状态，从而确认供电回路的可靠连接。

右翼9路供电阵通过板间电缆和设备间电缆连接至右驱动机构x1电连接器，通过右驱动机构的滑环送至右驱动机构x4电连接器，然后通过设备间电缆连至设备分流调节器的x11电连接器，在分流调节器内汇合后经x12电连接器输出至功率管理器的x1的电连接器，从而通过功率管理器的x6的电连接器供电给舱内设备。根据航天器的分流调节器设计状态，可通过光照通路设备采集母线电压、二次电源电压等参数检查通路上的电连接器插接状态，从而确认供电回路的可靠连接。

充电阵功率回路：左翼a、b、c三个机组的第1、3、5、7路充电阵通过板间电缆和设备间电缆连接至左驱动机构x2，通过左驱动机构的滑环送至左驱动机构x5电连接器，a机组的第1、3、5、7路充电阵经左驱动机构x5电连接器接至分流调节器x1电连接器，并在分流调节器进行汇合，从而通过分流调节器的x3电连接器给储能电池a充电；b机组的第1、3、5、7路充电阵经左驱动机构x5电连接器接至分流调节器x4电连接器，并在分流调节器进行汇合，从而通过分流调节器的x6电连接器给储能电池b充电；c机组的第1、3、5、7路充电阵经左驱动机构x5电连接器接至分流调节器x7电连接器，并在分流调节器进行汇合，从而通过分流调节器的x9电连接器给储能电池c充电。根据航天器的分流调节器设计状态，可通过光照测试通路设备采集a机组充电阵电压、b机组充电阵电压、单路充电阵电压三个参数检查通路上的电连接器插接状态，从而确认充电回路的可靠。

右翼a、b、c三个机组的第2、4、6路充电阵通过板间电缆和设备间电缆连接至右驱动机构x2，通过右驱动机构的滑环送至右驱动机构x5电连接器，a机组的第2、4、6路充电阵经右驱动机构x5电连接器接至分流调节器x1电连接器，并在分流调节器进行汇合，从而通过分流调节器的x3电连接器给储能电池a充电；b机组的第2、4、6路充电阵经右驱动机构x5电连接器接至分流调节器x4电连接器，并在分流调节器进行汇合，从而通过分流调节器的x9电连接器给储能电池b充电；根据航天器的分流调节器设计状态，可通过光照测试通路设备采集a机组充电阵电压、b机组充电阵电压三个参数检查通路上的电连接器插接状态，从而确认充电回路的可靠。

请继续参阅图1至图3，本发明光照通路测试系统的测试方法步骤如下：

将测试设备按照图3连接到位，以展开情况下左翼外板测试为例，给出具体的测试流程，右翼测试参照执行。太阳电池翼压紧状态下只进行外板测试，其操作步骤也参照执行。具体测试流程如下：

步骤一、按照附图2将测试设备摆放到位，并结合图3将设备连接到位，其中灯阵摆放在左太阳电池翼外板贴有电池片的一面前方0.5-1.5m，灯阵面与驱动机构轴线平行；在该步骤中，以左太阳电池翼外板为例进行说明，对于任意一待测太阳电池翼，所述灯阵摆放在器贴有电池片的一面前方0.5-1.5m。

步骤二、开启设备供电电源(比如28v稳压源)给驱动机构、分流调节器、功率管理器和航天器负载的会路上的各设备上电，在上电的情况下，主控计算机的应用软件发出第一接通指令以接通地面稳压电源(比如100v)接通地面稳压电源-光照通路装置-脱插-功率管理器-航天器负载的供电通路；

步骤三、开启地面稳压电源(比如100v稳压源)，使得地面稳压电源(100v稳压电源)通过光照通路装置-脱插-功率管理器给航天器负载供电，主控计算机上的应用软件采集该供电回路的参数以获得参考值，所需要的参数如“光照通路测试方法所使用的参数”部分所述；

步骤四、检查完毕后，参数正确时，用太阳光模拟灯阵(灯阵的亮度调节由灯阵电源控制箱进行控制而使得相应的冷氙灯发光)照射的太阳电池翼外板贴有电池片的一面2s～5s后，主控计算机采集太阳电池翼-驱动机构-分流调节器-功率管理器和航天器负载的供电回路和充电回路的测试参数，将该参数与相应的参考值比较，在参数正确的情况下，判定为所述供电回路连接可靠并进入步骤五，同时，关闭地面稳压电源使得100v稳压电源-光照通路装置-脱插-功率管理器-航天器负载的供电通路上的功率关闭；

步骤五、继续光照10s～25s后，主控计算机的应用软件采集充电回路的测试参数，将该测试参数与相应的参考值比较而判断充电回路的测试参数是否正确，在充电回路的测试参数正确的情况下，则表明左翼外板-驱动机构-分流调节器-功率管理器-航天器负载的供电、充电通路已可靠连接。

步骤六、开启地面稳压电源(比如100v地面稳压电源)供电，使得地面稳压电源(比如100v稳压电源)通过光照通路装置-脱插-功率管理器给航天器负载供电；由灯阵操作人员关闭灯阵，使待照射的太阳电池翼的太阳电池片通过驱动机构-分流调节器-功率管理器给航天器负载的供电通路关闭；

步骤七、关闭地面稳压电源(100v稳压电源)供电，使得地面稳压电源(100v稳压电源)通过光照通路装置-脱插-功率管理器给航天器负载供电功率关闭；

步骤八、开启设备供电电源(比如28v稳压源)供电，主控计算机通过光照通路设备向航天器上功率管理器发送稳压供电继电器断开指令，断开地面稳压电源(比如100v稳压电源)-光照通路装置-脱插-功率管理器-航天器负载的供电通路；

步骤九、结束测试，撤收光照通路测试系统。