中国科学院空间应用工程与技术中心严冬获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院空间应用工程与技术中心申请的专利一种支持多自由度活动部件的航天器能源模型构建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119808271B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411868959.7,技术领域涉及:G06F30/15;该发明授权一种支持多自由度活动部件的航天器能源模型构建方法是由严冬;刘成保;张鹏;姜方方;杨瀚哲;杨文举;王燕子设计研发完成,并于2024-12-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种支持多自由度活动部件的航天器能源模型构建方法在说明书摘要公布了:本申请实施例提供一种支持多自由度活动部件的航天器能源模型构建方法。构建并组合待分析航天器的本体三维模型和各帆板组件对应的帆板三维模型。在各帆板三维模型上设置太阳电池阵贴片模型。设置各帆板三维模型相对于本体三维模型的转动角度,得到航天器模型。将待分析航天器的轨道信息、姿态信息以及历元时间信息输入至航天器模型,构建待分析航天器对应的航天器在轨模型,以及,构建针对航天器在轨模型的航天器能源模型。其中,航天器能源模型用于对待分析航天器进行能源平衡分析,以实时获取待分析航天器的能源平衡状态。
本发明授权一种支持多自由度活动部件的航天器能源模型构建方法在权利要求书中公布了:1.一种支持多自由度活动部件的航天器能源模型构建方法,其特征在于,包括: 确定待分析航天器;所述待分析航天器包括帆板结构和非帆板结构;所述帆板结构包括多个帆板组件和多个帆板连接部件; 基于所述非帆板结构,构建所述待分析航天器对应的本体三维模型; 对于所述多个帆板组件中的任一帆板组件,构建所述任一帆板组件对应的帆板三维模型; 基于所述帆板结构和所述非帆板结构的位置布局,组合所述本体三维模型和各所述帆板三维模型; 对于各所述帆板三维模型中的任一帆板三维模型,基于所述任一帆板三维模型对应的帆板组件上的太阳电池阵贴片的位置,在所述任一帆板三维模型上设置太阳电池阵贴片模型; 设置各所述帆板三维模型相对于所述本体三维模型的转动角度,得到航天器模型; 将所述待分析航天器的轨道信息、姿态信息以及历元时间信息输入至所述航天器模型,构建所述待分析航天器对应的航天器在轨模型; 构建针对所述航天器在轨模型的航天器能源模型;所述航天器能源模型用于执行预设任务,所述预设任务包括: 基于太阳对应的太阳模型、目标天体对应的天体模型以及所述航天器在轨模型之间的位置分布,确定所述天体模型对所述航天器在轨模型是否存在遮挡; 在所述天体模型对所述航天器在轨模型不存在遮挡的情况下,对于所述任一帆板三维模型,计算所述任一帆板三维模型对应的目标夹角;所述目标夹角为第一向量和第二向量之间的夹角;所述第一向量为由所述任一帆板三维模型的位置至所述太阳模型的位置的指向向量;所述第二向量为所述任一帆板三维模型上设置的太阳电池阵贴片模型对应的法向量; 在所述任一帆板三维模型对应的目标夹角大于或等于90°的情况下,确定所述任一帆板三维模型的发电单元数为0; 在所述任一帆板三维模型对应的目标夹角小于90°的情况下,将所述任一帆板三维模型赋值为1,并且,将所述本体三维模型和目标帆板三维模型均赋值为0;所述目标帆板三维模型是各所述帆板三维模型中与所述任一帆板三维模型不同的帆板三维模型; 确定所述任一帆板三维模型对应的太阳电池阵贴片模型上的阴影区;所述阴影区基于所述任一帆板三维模型的结构和或各所述目标帆板三维模型对所述任一帆板三维模型的遮挡形成; 基于区域分割规则,将所述任一帆板三维模型对应的太阳电池阵贴片模型的表面分割成多个子区域; 确定所述多个子区域中的第一子区域和第二子区域;所述第一子区域为与所述阴影区重合的区域;所述第二子区域为与所述阴影区不重合的区域; 将所述任一帆板三维模型对应的各所述第二子区域的面积的总和确定为所述任一帆板三维模型的有效发电面积; 基于所述任一帆板三维模型的有效发电面积、所述任一帆板三维模型所处位置受所述太阳模型的太阳辐射度、所述任一帆板三维模型与所述太阳模型发出的太阳光线的夹角、所述任一帆板三维模型对应的帆板组件的工作温度、所述任一帆板三维模型对应的帆板组件的老化率,确定所述任一帆板三维模型的发电功率; 将各所述帆板三维模型的有效发电面积的总和确定为所述航天器在轨模型的有效发电面积,以及,将各所述帆板三维模型的发电功率的总和确定为所述航天器在轨模型的发电功率; 获取所述待分析航天器包括的各负载设备的功耗;对于所述待分析航天器包括的各负载设备中的任一负载设备,所述任一负载设备的功耗基于所述任一负载设备的工作状态确定;所述工作状态包括开机状态和关机状态; 获取所述待分析航天器包括的各配电板的功耗和各母线的功耗; 基于各所述负载设备的功耗、各所述配电板的功耗和各所述母线的功耗,确定所述待分析航天器的总功耗; 获取所述待分析航天器包括的蓄电池的工作状态信息;所述蓄电池的工作状态信息包括所述蓄电池的温度信息、电压信息和电量信息; 基于所述待分析航天器的有效发电面积、发电功率、总功耗,以及,所述蓄电池的工作状态信息,确定所述待分析航天器的供电模式;所述待分析航天器的有效发电面积基于所述航天器在轨模型的有效发电面积确定,所述待分析航天器的发电功率基于所述航天器在轨模型的发电功率确定;所述待分析航天器的供电模式包括蓄电池供电模式、帆板组件供电模式以及联合供电模式;所述联合供电模式是所述蓄电池和所述帆板组件同时供电的模式; 在确定所述待分析航天器的供电模式为所述蓄电池供电模式或所述联合供电模式的情况下,获取所述蓄电池的放电深度和放电电压; 在检测到所述蓄电池的放电深度大于放电深度阈值,和或,所述蓄电池的放电电压超出预设放电电压范围的情况下,生成提示信息;所述提示信息用于提示所述待分析航天器的供电异常; 在确定所述待分析航天器的供电模式为所述帆板组件供电模式的情况下,若所述待分析航天器的总功耗大于功耗阈值,生成所述提示信息。
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