一种卫星供配电软件触控人机交互系统的制作方法

本发明涉及卫星整星测试行业供配电控制领域，特别是一种卫星供配电软件触控人机交互系统。

背景技术：

卫星属于空间飞行器，其能源来自若干块太阳方阵，在卫星整星测试行业中，卫星在地面测试时，为了更为逼真的模拟卫星在轨飞行供电工况，对供电仪器的输出常采用太阳方阵电流电压i-v模型来配置多台套直流供电阵设备。目前行业的供电软件主要采用数字面板输入方式，界面输入项多，在调整供电方案时，需要不断修改数字参数，人机交互操作繁琐，发生错误的概率高，因此需要提出新的一种卫星供配电软件触控人机交互系统。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星供配电软件触控人机交互系统，解决了现有的行业供电软件的缺陷，通过设定触控操作和展示方式，减少人机交互操作的次数，加速配电方案的设定过程，减低人为输入错误参数的概率，具有很好的使用价值。

本发明的技术解决方案是：一种卫星供配电软件触控人机交互系统，包括功能按钮区、供电仪器操作区、卫星操作区，其中：

功能按钮区，根据外部指令进行新建设备机架、添加供电阵设备、删除供电阵设备、启停供电方案功能操作，当供电方案启动时，对卫星供电过程进行监控；所述的各个功能操作的图形组件各不相同；

供电仪器操作区，显示功能按钮区创建的设备机架、供电仪器、托盘；所述的供电仪器包括至少一个供电阵设备；

卫星操作区，包括卫星图、供电匹配度、卫星太阳阵数量、卫星名称展示区域；其中，卫星名称展示区域编辑并显示卫星名称，供电匹配度区域显示供电方案匹配度及对应的匹配度颜色，卫星太阳阵数量区域编辑并显示对各个供电仪器进行供电的太阳方阵数量；所述的供电方案匹配度包括供电电流匹配度、供电电压匹配度。

所述的新建设备机架、添加供电阵设备、删除供电阵设备、启停供电方案功能操作的触发事件为在触控区中对应的功能操作图形组件连续触控0.25秒，然后非接触状态下持续0.5秒触发。

所述的卫星名称展示区域编辑为连续触控0.25秒，然后非接触状态下持续0.5秒触发；所述的卫星太阳阵数量编辑为出现连续触控0.5秒触发。

所述的供电电流匹配度＝供电阵输出电流总和÷卫星太阳阵供电方案的峰值电流；所述的供电电压匹配度＝供电阵输出电压÷太阳方阵供电方案的峰值电压。

所述的匹配度颜色包括灰色、蓝色、深绿色、绿色、黄色、橙色、紫色，其中，灰色对应的匹配度为0％～50％，蓝色对应的匹配度为50％～60％，深绿色对应的匹配度为60％～80％，绿色对应的匹配度为80％～100％，黄色对应的匹配度为100％～110％，橙色对应的匹配度为110％～150％，紫色对应的匹配度为150％以上。

所述的卫星操作区还包括卫星供电电路设定交互操作区域，卫星供电电路设定交互操作区域包括供电仪器工作参数设定交互界面、太阳方阵供电方案设定交互界面，其中，太阳方阵供电方案包括太阳方阵开路电压、太阳方阵短路电流、卫星太阳阵峰值电流、卫星太阳阵峰值电压。

还包括供电阵电压配置操作区、供电阵电流配置操作区、卫星太阳阵供电

曲线配置操作区；

供电阵电压配置操作区包括电压最大值、电压最小值、电压软限值、保护电压、保护电压触控区、电压隔离区、电压软限值触控区；卫星太阳阵供

电开路电压小于电压软限值，大于电压最小值，保护电压大于电压软限值，电压软限值大于电压最小值，电压最大值大于保护电压；

供电阵电流配置操作区包括电流最大值、电流最小值、电流软限值、保护电流、保护电流触控区、电流隔离区、电流软限值触控区；卫星太阳阵供电短路电流小于电流软限值，大于电流最小值，保护电流大于电流软限值，电流软限值大于电流最小值，电流最大值大于保护电流；

卫星太阳阵供电曲线配置操作区包括卫星太阳阵供电曲线、电压触控区、电流触控区、卫星太阳阵供电有效功率区、工作点，其中，卫星太阳阵供电有效功率工作点区为卫星太阳阵供电曲线与卫星太阳阵供电开路电压、卫星太阳阵供电短路电流连线之间的区域，卫星太阳阵供电为卫星太阳阵供电曲线电压轴下方区域，触控后横向滑动实现调小、调大，电流触控区为卫星太阳阵供电曲线电压轴左方区域，触控后纵向滑动实现调小、调大，卫星太阳阵供电有效功率工作点包括卫星太阳阵供电工作电压、卫星太阳阵供电工作电流；

当保护电压触控区内有触点且电压隔离区、电压软限值触控区内无触点时，触点上下滑动实现保护电压大小调节，若保护电压调小至当前电压软限值，则触点的继续向下滑动，将同时调小电压软限值、保护电压；当电压软限值调整至不大于卫星太阳阵供电开路电压时，调整卫星太阳阵供电开路电压等于电压软限值；

当电压隔离区内有触点且保护电压触控区、电压软限值触控区内无触点时，触点向上滑动为调大保护电压，向下滑动为调小电压软限值；

当电压软限值触控区内有触点且保护电压触控区、电压隔离区内无触点时，触点上下滑动为调整电压软限值，若电压软限值等于保护电压时，电压软限值不能继续增大；

当电压隔离区区内有至少两个触点且保护电压触控区、电压软限值触控区内无触点时，距离最大的两个触点中上方的触点上下滑动调整保护电压，下方的触点上下滑动调整电压软限值；

当电压隔离区区内无触点且保护电压触控区、电压软限值触控区内均存在触点时，电压软限值触控区中触点上下滑动调整电压软限值，保护电压触控区中触点上下滑动调整保护电压，在电压软限值、保护电压在调整过程中，电压软限值不能继续调大，保护电压不能继续变小；

当保护电流触控区内有触点且电流隔离区、电流软限值触控区内无触点时，触点上下滑动实现保护电流大小调节，若保护电流调小至当前电流软限值，则触点的继续向下滑动，将同时调小电流软限值、保护电流；当电流软限值调整至不大于卫星太阳阵供电短路电流时，调整卫星太阳阵供电短路电流等于电流软限值；

当电流隔离区内有触点且保护电流触控区、电流软限值触控区内无触点时，触点向上滑动为调大保护电流，向下滑动为调小电流软限值；

当电流软限值触控区内有触点且保护电流触控区、电流隔离区内无触点时，触点上下滑动为调整电流软限值，若电流软限值等于保护电流时，电流软限值不能继续增大；

当电流隔离区区内有至少两个触点且保护电流触控区、电流软限值触控区内无触点时，距离最大的两个触点中上方的触点上下滑动调整保护电流，下方的触点上下滑动调整电流软限值；

当电流隔离区区内无触点且保护电流触控区、电流软限值触控区内均存在触点时，电流软限值触控区中触点上下滑动调整电流软限值，保护电流触控区中触点上下滑动调整保护电流，在电流软限值、保护电流在调整过程中，电流软限值不能继续调大，保护电流不能继续变小。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明与计算机传统键盘和鼠标人机交互方法相比，本通过触控操作大幅减少用户数字输入的人机操作，使系统配置过程更方便和快捷；

(2)本发明根据卫星供配电特点，针对太阳方阵电流电压i-v模型的特点，优化人机交互过程，通过触控操作消除数字输入，通过图形化的形式直观展示有效功率点区域检查等方法，加速用户输入速度，并且有效降低了用户输入无效供电方案的可能性；

(3)本发明根据供电仪器的特点，针对电源保护参数、软件保护参数的相对关系设计人机交互方法，消除用户录入错误参数值的可能性。

附图说明

图1为卫星供配电软件触控人机交互系统整体界面布局图；

图2为功能按钮区界面示意图；

图3为卫星操作区界面示意图；

图4为供电仪器背面界面示意图；

图5、图6a、6b、6c、6d为太阳方阵供电方案触控编辑方法示意图；

图7为供电曲线编辑方法示意图；

图8a、8b、8c、8d、8e为供电仪器硬件保护参数和软限值触控编辑方法和操作轨迹说明图；

图9为供电仪器操作区正面界面示意图。

具体实施方式

本发明克服现有技术的不足，提供了一种卫星供配电软件触控人机交互系统，解决了现有的行业供电软件的缺陷，通过设定触控操作和展示方式，减少人机交互操作的次数，加速配电方案的设定过程，减低人为输入错误参数的概率，具有很好的使用价值，下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示为卫星供配电软件触控人机交互系统整体界面布局图软件界面整体布局，1区为功能按钮区，2区为供电仪器操作区，3区为卫星操作区。

如图2所示为功能按钮区界面示意图，功能按钮区1作为触控人机交互系统的组成部分，提供新建机架11、添加供电阵设备12、删除供电阵设备13、启停供电方案14的功能按钮；每个功能按钮都是一个独特的图形组件，每个图形组件按照表1实现对应控制逻辑。

表1图形组件对应控制逻辑

如图4所示为供电仪器操作区界面示意图，供电仪器操作区2主要由设备机架、供电仪器(每两个供电阵设备构成一台供电仪器)、托盘构成；图3为卫星操作区界面示意图，卫星操作区3主要由卫星图32、供电匹配度34、卫星太阳阵数量33、卫星名称展示区域31构成，卫星供配电参数设定交互方法通过卫星操作区来展现。

如图3所示，中心的卫星图仅作为界面修饰元素，31区为卫星名称编辑区、32区展示供电方案匹配度信息和匹配度颜色展示区域、33区为太阳方阵数量编辑区，34区为启动供电方案后显示电流匹配度曲线，35区为电压匹配度曲线，其横坐标均为时间，纵坐标为匹配度，其中，表2为每种图形组件对应控制逻辑。

表2每种图形组件对应控制逻辑

其中，本发明系统中供电方案匹配度计算方式为：

供电方案匹配度＝所有太阳方阵匹配度的平均值

太阳方阵匹配度＝(电压匹配度+电流匹配度)÷2*100％

电压匹配度＝供电阵输出电压÷太阳方阵供电方案的vmp(峰值电压)工作电压*100％

电流匹配度＝供电阵输出电流总和÷卫星太阳阵供电方案的imp(峰值电流)工作电流*100％

供电方案匹配度能够反映卫星地面模拟卫星在轨运行进出地球阴影区和光照区的阴影测试的供电参数变化幅度，此外，不同的匹配度将通过颜色反馈用户，表3为匹配度颜色意义表。

表3为匹配度颜色意义表

如图4所示为供电仪器操作区界面示意图，在供电仪器操作区进行左右拖动托盘可旋转机架，供电仪器为背面时，进入供电电路设定状态，每个供电仪器最多显示2条连接线，具体数量由供电阵设备设定操作决定，卫星图左侧根据太阳方阵数量显示若干条连接线；供电仪器为正面时，进入卫星供电过程监控界面；

卫星供电电路设定交互方法，由连接操作和断开操作构成，此外，可以通过点击供电仪器进入供电阵设备工作参数设定交互界面(具体内容参见后续章节)，点击太阳方阵连接线进入太阳方阵供电方案触控编辑界面(具体内容参见后续章节)，如表4所示为供电仪器操作触控区操作说明表。

表4供电仪器操作触控区操作说明表

太阳方阵供电方案触控编辑界面提供太阳方阵供电方案触控编辑方法，通过二维坐标系展示卫星供电方案的供电曲线，通过三触点滑动方式设定卫星太阳阵开路电压(voc)、卫星太阳阵短路电流(isc)、卫星太阳阵近似最大功率点的电流(imp)、卫星太阳阵近似最大功率点的电压(vmp)参数。

如图5、图6a、6b、6c、6d所示为太阳方阵供电方案触控编辑方法示意图，图中的供电曲线使用《agilenttechnologies模块化太阳能阵列模拟器e4360系列用户手册》中的sas模式指数模型来绘制，手指图案说明触控点调节方向，其中

表5触控区操作说明表

综上所述，图6a图展示开路电压触摸区61和编辑过程对i-v供电模型的影响；图6b图展示短路电流触摸区62和编辑过程对i-v供电模型的影响；图6c图展示近似最大功率点的电流(imp)和电压(vmp)编辑过程对i-v供电模型的影响；图6d图展示近似最大功率点的电流(imp)和电压(vmp)的有效功率工作点区范围。供电阵设备工作参数设定交互界面能够编辑保护电压和电压软限值、保护电流和电流软限值、供电参数、工作模式等信息，其中，保护电压和电压软限值设置、保护电流和电流软限值设置均采用供电仪器硬件保护参数和软限值触控编辑方法进行展示和编辑。

供电仪器硬件保护参数和软限值触控编辑方法，根据供电仪器参数互相限制关系特点，通过触控响应区触点移动特征判断用户的操作意图，实现同步编辑、限制编辑功能。

互相限制关系为：极大值和极小值根据设备的额定值来设定；保护参数必须小于极大值；软限值必须小于保护参数；设定值必须小于软限值。

所述同步编辑是指同时修改保护参数和软限值，并且使参数持续符合互相限制关系；

所述限制编辑是指修改参数时，同时自动修改与其关联的参数值；

即，当修改软限值时，当其值超过硬件保护参数时，将软限值锁定为硬件保护参数；

当修改硬件保护参数时，当硬件保护参数小于软限值时，将软限值持续锁定为硬件保护参数值；

界面由硬件保护参数触控响应区、软限参数触控响应区、隔离参数触控响应区等图形元素构成，为用户提供4种触控操作方式。

如图8a触控区域说明图所示，81区为极大值显示区，82区为硬件保护参数调节区，83为硬件保护参数值显示位，84区为隔离区，85区为软限值显示位，86区为软限参数调节区，87区固定显示0值；8b图展示硬件保护参数独立编辑操作过程；8c图展示软限值参数独立编辑操作过程；8d图展示硬件保护参数和软限值参数同步编辑操作过程；8e图展示隔离区同步编辑硬件保护参数和软限值参数过程。

硬件保护参数独立编辑操作过程，其触点特征是，操作区必须只有一个触点，并且触点首先出现在硬件保护参数调节区内，然后，通过移动对硬件保护参数进行限制编辑，图中手指标记展示将硬件保护参数从较大值设定到中间值的触摸操作轨迹；所述软限值参数独立编辑操作过程，其触点特征是，操作区必须只有一个触点，并且触点首先出现在软限参数调节区，然后，通过移动对软限参数进行限制编辑，图中展示手指标记将软限值从较小值设定到中间值的触摸操作轨迹；所述硬件保护参数和软限值参数同步编辑操作过程，其触点特征是，操作区必须只有两个触点，并且触点分别出现在硬件保护参数调节区内和软限参数调节区内，同步编辑硬件保护参数和软限值参数，图中展示手指标记将软限值从较小值设定到中间值，同时，将硬件保护参数从较大值设定到中间值的触摸操作轨迹；所述隔离区同步编辑硬件保护参数和软限值参数过程，其触点特征是，操作区必须只有两个触点，并且触点必须全部出现在隔离区内，同步编辑硬件保护参数和软限值参数，图中展示手指标记将软限值从中间值设定到较小值，同时，将硬件保护参数从中间值设定到较大值的触摸操作轨迹。

表6触控区操作说明表

供电阵设备工作参数设定交互界面能够编辑保护电压和电压软限值、保护电流和电流软限值、供电参数、工作模式等信息。其中保护电压和电压软限值设置、保护电流和电流软限值设置均采用供电仪器硬件保护参数和软限值触控编辑方法进行展示；供电参数采用太阳方阵供电方案触控编辑方法进行编辑。

如图7所示，供电曲线编辑方法(参见太阳方阵供电方案触控编辑方法)的对应章节，其不同之处是供电曲线开路电压(voc)最大调节量小于电压软限值，、供电曲线短路电流(isc)最大调节量小于电流软限值；图中“电压”为保护电压和电压软限值设置、图中“电流”为保护电流和电流软限值设置，其编辑方法参见供电仪器硬件保护参数和软限值触控编辑方法，图中电压电流值范围根据供电阵设备的额定值来设定，以下为工作模式组件触控操作说明表

表7工作模式组件触控操作说明表

自适应模式供电参数不允许修改，供电参数自动按照卫星供电电路连接的对应太阳方阵的供电方案进行输出，设备的保护电压和保护电流默认按照供电匹配度150％设定；电压和电流软限值默认按照供电匹配度110％设定；自由模式与自适应模式的区别是允许用户修改供电参数。

太阳方阵供电方案触控编辑界面与供电阵设备工作参数设定交互界面操作方法相同，不同之处是编辑结果仅影响供电设备中的一个电源模块的设定参数。

卫星供电过程监控界面，在供电仪器操作区正面时，显示如图9所示，系统进入卫星供电过程监控功能，允许用户启动供电方案，实时显示卫星供电电压电流匹配度曲线、供电仪器的输出电压电流曲线，供电方案匹配度计算结果等图形元素构成。

如图9所示，14区为启动供电方案按钮、2区为供电阵电流曲线和电压曲线展示区域。

所有曲线横坐标为时间(单位：秒，显示范围10分钟)，纵坐标为电流采样值(单位：安培a，精度6位有效数字)或电压采样值(单位:伏特v，精度6位有效数字)

表8触控区操作说明表

实施例

下面结合实施例对本发明系统进行更一步的解释和说明。

1、卫星具有2组太阳方阵模块

每个太阳方阵的供电方案均为

voc＝35.0v，isc＝4.5a，vmp＝25v，imp＝3.6a

2、每个模块使用3个供电阵供电。

第一步，添加机架，点击“新建机架”按钮；

第二步，添加6个供电阵设备，点击6次“添加供电阵”按钮，并输入对应的设备程控地址；

第三步，在卫星操作区中，设定卫星名称和太阳方阵数量为2；

第四步，触摸并旋转供电仪器区托盘，进入卫星供电电路设定界面，逐一进入所有卫星太阳阵供电方案触控编辑界面，设定供电方案为voc＝35.0v，isc＝4.5a，vmp＝25v，imp＝3.6a；

第五步，使用卫星供电电路设定交互方法进行设备连线，为每3个供电阵设备连接一个太阳方阵；

第六步，查看配置太阳方阵的供电方案为

voc＝35.0v，isc＝1.5a，vmp＝25v，imp＝1.2a

保护电压＝52.5v电压软限值＝38.5v

保护电流＝2.25a电流软限值＝1.65a

第六步，如果用户使用自适应模式，则触摸并旋转供电仪器区托盘到机架正面，点击启动供电方案按钮，开始供电过程监控功能；如采用自由模式，则还需要点击需要调整的供电阵设备，修改相关参数后，再启动供电过程监控功能。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。