[发明专利]一种电加热功率控制方法和系统

说明书

一种电加热功率控制方法，包括：定义控制周期，在每个控制周期内定义若干比较周期；设置若干个控制组，每个控制组包含卫星上的若干个加热回路；为每个控制组设置总功率限Q_U；获取控制组内每个加热回路的功率Q、控温阈值低温限T_L和高温限T_H；实时获取控制组内加热回路的通断状态和加热回路相应的被控温对象的当前温度T；实时计算加热回路高温限抵近率K；如果当前控制周期内接通的加热回路共有n路，第i路接通的加热回路功率为Q_i，计算实时接通的加热回路功率总和Q_T；比较Q_T与Q_U，进行功率分配。本发明的方法以热控总功率作为调控目标，进行热控功率自主分配，统筹电加热回路的工作状态，压缩自主热控过程中的电加热功率，减少整星平台功耗。

技术领域

本发明涉及一种电加热功率控制方法和系统,属于控制技术领域。

背景技术

航天器载荷功率是衡量平台能力的重要指标之一，在提高整器供电能力的同时，须尽量压缩平台功率，以提高平台承载能力。部分航天器热控功率占平台总功率的百分比40％～72％，压缩热控功率是提高平台承载能力重要方向。热控功率的绝大部分乃至全部都用于电加热器(后文简称加热器)的供电，因此热控功率控制的重点是电加热器总功率控制。

电加热控温方法是目前航天器热控制系统最常用的主动热控技术，其基本设计思路是：由于设备自身的发热量或所处热环境变化大，在设备温度过低时通过加热器将航天器电能转换为热能来加热设备，使之满足低温设计极限或温度均匀性要求。

现有的航天器控温回路可单独控制，并进行参数设置，能够适应不同对象的温度控制需求，但加热回路之间无耦合关系，没有更高层面的智能统筹控制策略，这就导致总功率形成明显的波峰波谷，而整器必须按照极端的峰值进行功率预算，最终导致功率资源的浪费。且在某些包含较多热控回路的航天器中，可能出现热控加热功率峰值会对供电分系统提出更高的能力要求，能源紧张条件下难以承受热控功率波动的影响。为节约整星功率资源，以加热器的平均功率进行热控功率预算，但需在热控软件中增加加热回路的功率统筹控制策略，以应对在轨功率峰值需求。

在现有技术中，论文《一种航天器电加热智能控制策略》(航天器工程，2016,25(4):48-53)提出两种旨在优化航天器总功率的电加热智能控制策略，对航天器舱内设备和舱外设备加热器控制策略分别实现，对于舱内设备，加热器总功率分配时优先加热低温设备；对于舱外设备，通过采用每次循环调整工作加热器数量的方式调节总功率。此方法将加热器区分为舱内和舱外进行功率调节，缺少对航天器所有加热回路的统一控制。

专利《一种基于功率均衡的航天器自主热控方法》(申请号CN202011068753.8)提出一种基于功率均衡的航天器自主热控方法，将加热器按航天器工况需求的不同，设置不同的热控模式，在一个控温周期内，分若干个时间片对当前热控模式下所有使能的控温回路进行循环控温，每个时间片内仅对一部分使能的控温回路进行控温。此方法工程实现复杂，需要预先识别航天器内外热环境和热耗变化对控温对象的影响，对不同热环境的适应性较所弱。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为提高航天器承载能力，针对热控功率高、波动大的问题，本发明提出一种电加热功率控制方法和系统，改善现有电加热功率控制方法的不足的问题，在电加热器现有开关控制的基础上，以热控总功率作为调控目标，进行热控功率自主分配，统筹电加热器的工作状态，压缩自主热控过程中的电加热功率，减少整星平台功耗；或抑制热控功率波动，减少系统供电电压波动给电子设备带来的风险。

本发明所采用的技术方案是：一种电加热功率控制方法，包括步骤如下：

步骤一、定义控制周期，在每个控制周期内定义若干比较周期，并设置若干个控制组，每个控制组包含卫星上的若干个加热回路；

步骤二、为每个控制组设置总功率限Q_U；