【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制系统及方法，属于航天器控制系统设计。
技术介绍
1、gnc分系统作为航天器最关键的分系统之一，其可靠性和健壮性直接影响到整星任务的连续运行。航天器在轨长期运行中，部件可能会发生单粒子锁定或翻转，若该故障不及时消除，可能会对gnc系统造成影响，从而影响整星的连续运行。对于单粒子锁定，若不及时消除，可能会造成部件失效，从而降低系统的冗余度和可靠性。
2、解决单粒子锁定或翻转有效的方法就是对部件进行重新加断电。传统gnc分系统常常只具备对部分部件的加断电自主控制能力，无法实现对全系统部件实现自主配电控制，可靠性较低。对于无自主加断电控制的部件，若发生单粒子锁定等，可能会因为处置不及时造成部件失效。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制系统及方法，在不增加额外硬件资源的条件下，实现了gnc全系统部件的自主配电控制。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、本专利技术公开了一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制系统，包括：下级部件、gnc控制器和上级配电处理单元；其中，
4、gnc控制器，采集下级部件的信息或状态；对采集到的下级部件的信息或状态进行数据处理和诊断；根据诊断结果和下级部件的类别，对下级部件发送加断电指令，或向上级配电处理单元发送配电控制服务请求；
5、下级部件，包括若干自主可控配电
6、上级配电处理单元，对gnc控制器发送的配电控制服务请求进行解析，根据解析结果，对相应的供电母线进行加断电操作。
7、进一步地，在上述控制系统中，所述上级配电处理单元，包括综合管理单元和综合配电控制器；其中，
8、综合管理单元，接收gnc控制器发送的配电控制服务请求，对配电控制服务请求进行解析，得到继电器通道的通道号，向综合配电控制器发送相应通道号的加断电指令；
9、综合配电控制器，根据该通道号的加断电指令，对相应通道的供电母线进行加断电操作，进而实现对下级部件的加断电操作。
10、进一步地，在上述控制系统中，采集下级部件的信息或状态，具体为：每个控制周期，gnc控制器向下级部件进行信息或状态采集；
11、进一步地，在上述控制系统中，对采集到的下级部件的信息或状态进行数据处理和诊断；根据诊断结果和下级部件的类别，对下级部件发送加断电指令，或向上级配电处理单元发送配电控制服务请求，具体方法为：
12、s1、设置下级部件集合ωproduct＝{ψproduct_1,...,ψproduct_i,...,ψproduct_n},i＝1...n和通信失败次数集合ωcont＝{νcont_1,...,νcont_i,...,νcont_n}，i＝1...n，其中，νcont_i表示gnc控制器对部件ψproduct_i通信失败次数；部件通信状态集合ωstate＝{φstate_1,...,φstate_i,...,φstate_n}，i＝1...n；
13、s2、gnc控制器每个控制周期向下级部件集合中的每个部件发送检测信号，并等待接收部件的反馈信号；
14、s3、若本控制周期内未收到部件的反馈信号，则将对应部件的通信失败次数νcont_i加1；若νcont_i＝νcont_i_lmit时，则对部件ψproduct_i的通信诊断结果为通信失败，φstate_i＝0；其中，νcont_i_lmit为部件ψproduct_i判断通信失败次数阈值；进入步骤s4；否则为通信成功，返回步骤s2；
15、s4、若部件ψproduct_i为自主可控配电类部件，则向部件ψproduct_i发送加断电指令；若为服务请求配电类部件，则向上级综合管理单元发送配电控制服务请求。
16、进一步地，在上述控制系统中，还包括：向部件ψproduct_i发送加断电指令后，gnc控制器经过预定时间间隔δtinside后继续与部件ψproduct_i通信，若判断与部件ψproduct_i之间的通信为通信失败，则向上级综合管理单元发出相应的配电控制服务请求，对部件ψproduct_i供电母线进行加断电操作。
17、进一步地，在上述控制系统中，10≤νcont_i_lmit＜50。
18、进一步地，在上述控制系统中，所述自主可控配电类部件，为超过一个月执行任务时间的部件和执行应急任务的部件；所述服务请求配电类部件，为低于一个月执行任务时间的部件。
19、进一步地，在上述控制系统中，所述综合配电控制器，包括加断电指令控制单元和若干功率控制单元；其中，功率控制单元包括若干继电器通道，每个继电器通道与一个部件的供电母线连接；功率控制单元，根据加断电指令控制单元发送的加断电指令，实现对继电器通道所对应的部件进行通断电控制；加断电指令控制单元，根据综合管理单元发送的加断电指令，识别出继电器通道的通道号后，向对应功率控制单元发送加断电指令。
20、本专利技术公开了一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制方法，包括：
21、gnc控制器采集下级部件的信息或状态；
22、对采集到的下级部件的信息或状态进行数据处理和诊断；
23、根据诊断结果，对下级部件发送加断电指令，或向上级配电处理单元发送配电控制服务请求；
24、自主可控配电类部件根据gnc控制器发送的加断电指令实现加断电控制；服务请求配电类部件，通过供电母线实现加断电控制；
25、上级配电处理单元对gnc控制器发送的配电控制服务请求进行解析，根据解析结果，对相应的供电母线进行加断电操作。
26、本专利技术与现有技术的有益效果在于：
27、(1)本专利技术从gnc分系统部件供电可靠性和自主性方面出发，提出了自主可控配电层和服务请求配电层组成的两层配电控制系统，实现了gnc全系统所有部件的自主可控配电。
28、(2)本专利技术根据gnc分系统部件故障影响级别提出了对部件配电分级处置策略，针对长期任务关键部件级、应急任务响应部件级和短期任务工作部件级区别设计不同的分层控制方式。在不增加系统硬件资源的条件下，实现了gnc全系统部件的自主配电控制。
29、(3)本专利技术提出了一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制方法，可解决卫星长期执行任务gnc分系统自主处置部件加断电能力不足问题，通过全系统部件自主配电控制，减小了部件在轨失效风险，提升分系统长期在轨可靠性和突发情况响应能力。
30、(4)本专利技术通过对冗余部件分配在不同综合配电控制器，即同种类多数量配套部件或不同种类同功能多数量配套部件与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，包括：下级部件、GNC控制器和上级配电处理单元；其中，
2.根据权利要求1所述的一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，所述上级配电处理单元，包括综合管理单元和综合配电控制器；其中，
3.根据权利要求1所述的一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，采集下级部件的信息或状态，具体为：每个控制周期，GNC控制器向下级部件进行信息或状态采集。
4.根据权利要求1所述的一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，对采集到的下级部件的信息或状态进行数据处理和诊断；根据诊断结果和下级部件的类别，对下级部件发送加断电指令，或向上级配电处理单元发送配电控制服务请求，具体方法为：
5.根据权利要求4所述的一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，还包括：向部件ΨProduct_i发送加断电指令后，GNC控制器经过预定时间间隔ΔTinside后继续与部件ΨProduct_i通信，若判断与部件ΨProduct
6.根据权利要求4所述的一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，10≤ΝCont_i_Lmit＜50。
7.根据权利要求1所述的一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，所述自主可控配电类部件，为超过一个月执行任务时间的部件和执行应急任务的部件；所述服务请求配电类部件，为低于一个月执行任务时间的部件。
8.根据权利要求1所述的一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于：所述综合配电控制器，包括加断电指令控制单元和若干功率控制单元；其中，功率控制单元包括若干继电器通道，每个继电器通道与一个部件的供电母线连接；功率控制单元，根据加断电指令控制单元发送的加断电指令，实现对继电器通道所对应的部件进行通断电控制；加断电指令控制单元，根据综合管理单元发送的加断电指令，识别出继电器通道的通道号后，向对应功率控制单元发送加断电指令。
9.一种分层分级的GNC分系统高可靠自主配电控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，包括：下级部件、gnc控制器和上级配电处理单元；其中，
2.根据权利要求1所述的一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，所述上级配电处理单元，包括综合管理单元和综合配电控制器；其中，
3.根据权利要求1所述的一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，采集下级部件的信息或状态，具体为：每个控制周期，gnc控制器向下级部件进行信息或状态采集。
4.根据权利要求1所述的一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，对采集到的下级部件的信息或状态进行数据处理和诊断；根据诊断结果和下级部件的类别，对下级部件发送加断电指令，或向上级配电处理单元发送配电控制服务请求，具体方法为：
5.根据权利要求4所述的一种分层分级的gnc分系统高可靠自主配电控制系统，其特征在于，还包括：向部件ψproduct_i发送加断电指令后，gnc控制器经过预定时间间隔δtinside后继续与部件ψproduct_i通信，若判断与部件ψproduct_i之间的通信为通信...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建，李勇，刘贺龙，关宏，宗红，王心仪，牛和明，王妍，徐春，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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