一种基于V‑I曲线模拟技术的能源供应测试系统的制作方法

本发明属于飞行器电性能测试技术改进领域，尤其涉及一种基于V-I曲线模拟技术的能源供应测试系统。

背景技术：

为验证卫星能源组件的设计和制造是否能够符合技术要求，在卫星地面测试过程中的电源模块测试、模拟飞行测试、热试验测试中，需通过V-I曲线模拟技术来控制地面太阳能方阵模拟器的输出，模拟卫星在轨工作时的太阳能供给状况，以此来验证卫星能源组件的设计。

目前，V-I曲线模拟技术是根据卫星在所在轨道、姿态等信息来计算卫星在轨道周期内的进出地影的时间，以此控制地面太阳能方阵模拟器以全功率或部分功率输出来模拟卫星在轨道周期的太阳能供给情况。一般情况下，为验证卫星在极限情况下的能源供给能力，地影时间取寿命周期中最大，地影时方阵模拟器停止输出。

现有V-I曲线模拟软件控制方法是以卫星在轨期间最大地影时间为依据，控制太阳能方阵模拟器以周期性的固定功率输出。因此，现有V-I曲线模拟软件控制方法主要有以下几点不足：

1.卫星从发射到入轨稳定会有一个较为复杂的充放电过程，期间受到如分离角速度等诸多因素的影响，在不同条件时，在此期间卫星太阳能帆板输出会出现较复杂的一个动态变化过程，现有V-I曲线模拟软件模拟方法无法快速、准确的进行验证；

2.当卫星在轨执行任务时，由于较多姿态变化导致太阳帆板以非周期性功率输出时，传统V-I曲线模拟软件控制无法对其进行模拟，因此导致无法验证其能源供应能力；

3.随着卫星并行测试技术的发展，现有软件仅能一次面对一颗卫星的测试任务，无法同时对多颗卫星进行模拟。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于V-I曲线模拟技术的能源供应测试系统，旨在解决上述的技术问题。

本发明是这样实现的，一种基于V-I曲线模拟技术的能源供应测试系统，所述能源供应测试系统包括主控模块、STK模块、测试系统模块、信息配置模块及V-I曲线计算模块，所述主控模块分别连接所述STK模块、测试系统模块、信息配置模块及V-I曲线计算模块进行双向通信；所述主控模块，用于负责每颗星的V-I曲线展示、工作模式切换以及各模块之间的数据流转；所述STK模块，用于通过调用STK的CONNECT模块与STK进行通信；所述测试系统模块，用于负责测试系统之间的交互，根据工作模式不同，其功能至少包含从测试系统中获取卫星遥测、遥测解析、发送V-I曲线至测试系统中供配电软件进行功率输出；所述信息配置模块，用于对软件的基本信息进行配置；所述V-I曲线计算模块，用于负责每颗星的每台方阵模拟器的V-I曲线的计算。

本发明的进一步技术方案是：所述主控模块的工作模式包括三种，分别为文档模式、STK模式及遥测模式，所述主控模块通过三种模式的切换来完成整个能源供应系统的测试。

本发明的进一步技术方案是：所述主控模块切换至文档模式时，所述V-I曲线计算模块在指定文件夹读取预先配置的V-I曲线文件；所述STK模块中CONNECT模块将卫星姿态与轨道信息发送给STK进行展示。

本发明的进一步技术方案是：所述主控模块切换至STK模式时，所述V-I曲线计算模块从主控模块获取来自STK的信息并调用每颗星的DLL进行曲线计算；所述STK模块中CONNECT模块从STK获取太阳光与每卫星的帆板夹角，并反馈给主控模块。

本发明的进一步技术方案是：所述主控模块切换至遥测模式时，所述V-I曲线计算模块从测试系统获取遥测参数并调用DLL计算V-I曲线并将V-I曲线反馈回主控模块；所述STK模块中CONNECT模块将卫星姿态与轨道信息发送给STK进行展示。

本发明的进一步技术方案是：所述信息配置模块中的基本配置包括卫星代号、卫星数量、卫星帆板信息、方阵模拟器数量、方阵模拟器输出安全配置、测试系统网络接口信息及STK接口信息。

本发明的有益效果是：在保留原有方法的同时，本发明利用卫星姿态、轨道信息，通过实时计算的方式，提供一种更加便利、准确、高效的V-I曲线仿真方法，有效的解决原有软件技术在卫星入轨过程中以及执行复杂任务时的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于V-I曲线模拟技术的能源供应测试系统的框图。

图2是本发明实施例提供的文档模式曲线模拟流程图。

图3是本发明实施例提供的遥测模式曲线模拟流程图。

图4是本发明实施例提供的STK模式曲线模拟流程图。

具体实施方式

图1示出了本发明提供的基于V-I曲线模拟技术的能源供应测试系统，所述能源供应测试系统包括主控模块、STK模块、测试系统模块、信息配置模块及V-I曲线计算模块，所述主控模块分别连接所述STK模块、测试系统模块、信息配置模块及V-I曲线计算模块进行双向通信；所述主控模块，用于负责每颗星的V-I曲线展示、工作模式切换以及各模块之间的数据流转；所述STK模块，用于通过调用STK的CONNECT模块与STK进行通信；所述测试系统模块，用于负责测试系统之间的交互，根据工作模式不同，其功能至少包含从测试系统中获取卫星遥测、遥测解析、发送V-I曲线至测试系统中供配电软件进行功率输出；所述信息配置模块，用于对软件的基本信息进行配置；所述V-I曲线计算模块，用于负责每颗星的每台方阵模拟器的V-I曲线的计算。

所述主控模块的工作模式包括三种，分别为文档模式、STK模式及遥测模式，所述主控模块通过三种模式的切换来完成整个能源供应系统的测试。

所述主控模块切换至文档模式时，所述V-I曲线计算模块在指定文件夹读取预先配置的V-I曲线文件；所述STK模块中CONNECT模块将卫星姿态与轨道信息发送给STK进行展示。

所述主控模块切换至STK模式时，所述V-I曲线计算模块从主控模块获取来自STK的信息并调用每颗星的DLL进行曲线计算；所述STK模块中CONNECT模块从STK获取太阳光与每卫星的帆板夹角，并反馈给主控模块。

所述主控模块切换至遥测模式时，所述V-I曲线计算模块从测试系统获取遥测参数并调用DLL计算V-I曲线并将V-I曲线反馈回主控模块；所述STK模块中CONNECT模块将卫星姿态与轨道信息发送给STK进行展示。

所述信息配置模块中的基本配置包括卫星代号、卫星数量、卫星帆板信息、方阵模拟器数量、方阵模拟器输出安全配置、测试系统网络接口信息及STK接口信息。

所述主控模块主要负责每颗星的V-I曲线展示、三种工作模式切换（文档模式、STK模式及遥测模式）以及各模块之间的数据流转。

信息配置模块是对软件的基本配置，其中至少包含卫星代号、卫星数量（最多三颗）、卫星帆板信息、方阵模拟器数量、方阵模拟器输出安全配置、测试系统网络接口信息、STK接口信息等。

V-I曲线计算模块负责每颗星的每台方阵模拟器的V-I曲线的计算。通过主控模块获取当前工作模式及方阵信息，当工作模式为文本模式时，在指定文件夹读取预先配置的V-I曲线文件；当工作模式为STK模式时，从主控模块获取来自STK的信息并调用每颗星的DLL进行曲线计算；当选择遥测模式时，从测试系统获取遥测参数并调用DLL计算V-I曲线。该模块将V-I曲线反馈回主框架。

STK模块，本软件通过调用STK的CONNECT模块与STK进行通信，当选择STK模式时，该模块从STK获取太阳光与每卫星的帆板夹角，并反馈给主控模块。其他模式时，该模块将卫星姿态与轨道信息发送给STK进行展示。

测试系统模块负责本软件与测试系统之间的交互，根据工作模式不同，其至功能少包含从测试系统中获取卫星遥测、遥测解析、发送V-I曲线至测试系统中供配电软件进行功率输出。

以下分别介绍三种工作模式下的工作流程：

如图2所示，当选取文档模式时的V-I曲线模拟方法，包括如下步骤：

步骤0：登录界面，登录进入主界面；

步骤1：配置信息，对卫星代号、数量、与其对应方阵模拟器代号、数量、方阵模拟器输出安全配置、测试系统网络接口信息、STK接口信息等进行配置，并将其存入指定配置文件中；

步骤2：模式选取，选择文档模式，初始化与STK及测试系统交互接口；

步骤3：选取各星与之对应的包含曲线信息的文件，文件按规定格式描述卫星姿态、轨道信息及各方阵的V-I曲线信息；

步骤4：根据配置信息，至少校验卫星与方阵对应关系、方阵输出V-I曲线是否符合安全阈值，若不符合提示错误信息并返回步骤3；

步骤5：等待人工指令；

步骤6：按顺序以固定周期提取文档中信息，将V-I曲线信息发送给测试系统进行功率输出，将轨道信息等发送给STK实时显示；

步骤7：判断是否有人工干预或文件播放完毕，若无继续执行6，若有则执行8结束

步骤8：结束发送。

如图3所示，以下介绍选取遥测模式时，V-I曲线模拟方法，包括如下步骤：

步骤0：登录界面，登录进入主界面；

步骤1：配置信息，对卫星代号、数量、与其对应方阵模拟器代号、数量、方阵模拟器输出安全配置、测试系统网络接口信息、STK接口信息等进行配置，并将其存入指定配置文件中；

步骤2：模式选取，选择遥测模式，初始化与STK及测试系统交互接口；

步骤3：等待人工指令；

步骤4：从测试系统中获取各卫星遥测信息，对遥测信息解析并提取出所需遥测信息；

步骤5：调用各星计算曲线动态库（DLL），根据所需遥测信息计算每颗卫星太阳帆板的输出功率，并结合各星方阵模拟器配置信息计算每个方阵模拟器V-I曲线；

步骤6：将V-I曲线信息发送给测试系统进行功率输出并在主界面显示，将轨道信息等发送给STK实时显示；

步骤7：判断是否有人工干预，若无继续执行4，若有则执行8结束

步骤8：结束发送。

图 3 遥测模式曲线模拟流程图

以下结合图4介绍选取遥测模式时，V-I曲线模拟方法，包括如下步骤：

步骤0：登录界面，登录进入主界面；

步骤1：配置信息，对卫星代号、数量、与其对应方阵模拟器代号、数量、方阵模拟器输出安全配置、测试系统网络接口信息、STK接口信息等进行配置，并将其存入指定配置文件中；

步骤2：模式选取，选择STK模式，初始化与STK及测试系统交互接口；

步骤3：等待人工指令；

步骤4：启动STK仿真，通过CONNECT接口获取各卫星帆板与太阳光矢量夹角；

步骤5：调用各星计算曲线动态库（DLL），根据，各夹角结合各星方阵模拟器配置信息，计算每颗卫星的各个方阵模拟器V-I曲线；

步骤6：将V-I曲线信息发送给测试系统进行功率输出并在主界面显示；

步骤7：判断是否有人工干预，若无继续执行4，若有则执行8结束

步骤8：结束发送。

在保留原有方法的同时，本发明利用卫星姿态、轨道信息，通过实时计算的方式，更加便利、准确、高效的V-I曲线仿真方法，有效的解决原有软件技术在卫星入轨过程中以及执行复杂任务时的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。