(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111392888.4 (22)申请日 2021.11.23 (71)申请人 中国西安 卫星测控中心 地址 710000 陕西省西安市新城区咸宁东 路462号 (72)发明人 李云锋　张朋　胡兴　李剑锋　 郭文明　孙先伟　李强　林海晨　 刘凯　李肖瑛　吕铁鑫　鹿光　 (74)专利代理 机构 北京华际知识产权代理有限 公司 11676 代理人 万长鑫 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种力矩控制模式下的航天器飞轮退化评 估方法 (57)摘要 本发明提供了一种力矩控制模式下的航天 器飞轮退化评估方法， 具体包括如下步骤： 1.获 取电流、 轴温、 摩擦力矩等遥测参数； 2.计算飞轮 2‑3个月， 不同时间段的 电流、 轴温、 摩擦力矩等 遥测异常百分比； 3.飞轮退化评估。 通过在轨航 天器的飞轮的特征参数的建模评估， 实现了飞轮 退化评估预测， 为后续航天器的精细化管理提供 了辅助决策。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 114254482 A 2022.03.29 CN 114254482 A 1.一种力矩控制模式下的航天器飞轮退化评估方法， 具体包括如下步骤： (1)获取航天器稳态情况下的飞轮电流 (n1个数据)， 轴温、 (n2个数据)和摩擦力矩 (n3个数据)； (2)计算不同时间段的电流、 轴温、 摩擦力矩等遥测异常百分比， 选取2 ‑3个月间隔； 步骤2.1： 选取2 ‑3个月间隔， 统计不同时间段的电流Imi(i＝1,2,...,n1)、 轴温Tlj(j＝ 1,2,...,n2)、 摩擦力矩Mkq(q＝1,2,. ..,n3)遥测异常个数； Imi＞Iup或Imi＜Idown， 其中， Iup为电流的上门限， Idown为电流的下门限， Imi为异常， 统计 Imi异常个数为PIw； Tmj＞Tup或Tmj＜Tdown， 其中， Tup为温度的上门限， Tdown为温度的下门限， Tmj为异常， 统计 Tmj异常个数为PTw； Mkq＞Mup或Mkq＜Mdown， 其中， Mup为摩擦力 矩的上门限， Mdown为摩擦力矩的下门限， Mkq为异 常， 统计Mkq异常个数为PMw； 步骤2.2： 计算遥测电流、 轴温、 摩擦力矩 异常百分比ηIw、 ηTw、 ηw； (3)进行飞轮退化评估： 计算飞轮的电流 早期异常百分比ηI1、 中期异常百分比ηI2、 末期异常百分比ηI3； 计算飞轮的温度早期异常百分比ηT1、 中期异常百分比ηT2、 末期异常百分比ηT3； 计算飞轮的摩擦力矩早期异常百分比ηM1、 中期异常百分比ηM2、 末期异常百分比ηM3； 如果有 ηI1＜ ηI2＜ ηI3、 ηT1＜ ηT2＜ ηT3且 ηM1＜ ηM2＜ ηM3， 则飞轮处于退化状态。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114254482 A 2一种力矩控制模式下的航天器飞轮退化评估方 法 技术领域 [0001]本发明属于航天测量与 控制领域， 具体涉及一种力矩控制模式下的航天器飞轮退 化评估方法。 背景技术 [0002]航天器系统庞杂， 长期工作于恶劣的空间环境， 难免会出现异常或故障。 某一关键 部件的故障往往会引起连锁反应， 导致整个系统不能正常运行甚至瘫痪。 如果能在发生故 障前进行退化评估， 并在此基础上对部件进 行维护， 有效避免可能发生的重大故障， 降低航 天器在轨运行 的风险， 同时为异常的处理赢得宝贵时间， 这对于提高卫星在轨运行 的安全 性和可靠性具有重要的意 义。 [0003]飞轮作为航天器的关键部件， 长期连续转动， 因而很容易发生故障， 而飞轮一旦出 现故障， 可能导致系统异常， 甚至直接影响航天器的稳定性。 控制力矩模式的航天器， 飞轮 接受航天器姿态控制系统给出 的力矩输出指令， 控制飞轮电机电枢电流， 调整飞轮电磁力 矩， 输出力矩指令以实现航天器姿态控制， 在航天器上 具有广泛的应用。 [0004]目前， 航天器飞轮的退化评估目前主要以机理模型为基础进行飞轮的退化评估， 这种方法常以测试数据进行退化评估， 而对于在轨数据较为缺 乏， 退化评估结果和在轨航 天器偏差较大。 发明内容 [0005]本发明的目的是解决一种力矩控制模式下的航天器飞轮的退化评估， 通过航天器 飞轮数据， 建立 其评估模型， 进而实现航天器飞轮退化评估。 [0006]本发明是这样实现的： [0007]一种力矩控制模式下的航天器飞轮退化评估方法， 具体包括如下步骤： [0008](1)获取航天器稳态情况下的飞轮电流 (n1个数据)， 轴 温、 (n2个数据)和摩擦力矩 (n3个数据)。 [0009](2)计算不同时间段的电流、 轴温、 摩擦力矩等遥测异常百分比， (一般选取二到三 个月间隔)； [0010]步骤2.1： (一般选取二到三个月间隔)统计不同时间段的电流Imi(i＝1,2,..., n1)、 轴温Tlj(j＝1,2,. ..,n2)、 摩擦力矩Mkq(q＝1,2,. ..,n3)等遥测异常个数。 [0011]Imi＞Iup或Imi＜Idown(Iup为电流的上门限， Idown为电流的下门限)， Imi为异常， 统计 Imi异常个数为PIw； [0012]Tmj＞Tup或Tmj＜Tdown(Tup为温度的上门限， Tdown为温度的下门限)， Tmj为异常， 统计 Tmj异常个数为PTw； [0013]Mkq＞Mup或Mkq＜Mdown(Mup为摩擦力矩的上门限， Mdown为摩擦力矩的下门限)， Mkq为异 常， 统计Mkq异常个数为PMw； [0014]步骤2.2： 计算遥测电流、 轴温、 摩擦力矩 异常百分比ηIw、 ηTw、 ηw。说　明　书 1/3 页 3 CN 114254482 A 3