用于估算離子推進系統中推進劑輸送的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開的領域總體上設及推進劑輸送，并且更具體地，設及用于估算離子推進系 統中推進劑輸送的方法和系統。
【背景技術】
[0002] 一些已知的衛星推進系統包括由高壓鎖閥（latch valve)分隔開的兩個貶存罐。 用于衛星的推進系統的氣體推進劑存儲于該貶存罐中。當推進劑從一個貶存罐被輸送至另 一個時，估算罐之間所輸送的氣體量W及各個罐中剩余的推進劑的量。一些已知系統使用 推進劑P-V-T測量工具來估算氣體推進劑的輸送。為各個罐讀數的最新的壓強（pressure, 壓力）和溫度傳感器用于確定各個罐中推進劑的體積并從屬性表中檢索相應的流體密度。 基于所計算的體積和所檢索的密度計算氣體推進劑的質量。在氣體的輸送期間，該些已知 的系統不會更新壓強和溫度概況。相反，在輸送開始之前進行上述測量和計算，基于初始估 算來計算輸送期望量的氣體推進劑所需的時間，并且不會更新或重復該計算，直到完成輸 送后為止。在氣體推進劑的輸送期間，溫度和壓強通常會改變，從而導致氣體推進劑的特性 發生改變W及氣體的流動速率有變化。該些改變可能會導致對所輸送的氣體量的估算不準 確。
【發明內容】
[0003] 本公開的一個方面是一種用于估算在輸送事件期間離子推進系統中的第一罐和 第二罐之間的推進劑的輸送的方法。該第一罐和第二罐被鎖閥分隔開。該方法包括基于輸 送事件開始的第一罐和第二罐中每一個的初始壓強和初始溫度計算通過鎖閥的推進劑的 流動速率；至少部分基于該流動速率計算輸送事件結束之前的中間時間處結束的時間段內 通過鎖閥所輸送的推進劑的質量；W及確定該中間時間內第一罐和第二罐中每一個的中間 壓強。
[0004] 另一方面，描述了一種用于估算輸送事件期間離子推進系統中的第一罐和第二罐 之間的推進劑的輸送的系統。該系統包括存儲推進劑的特性的存儲裝置W及禪接至該存儲 裝置的處理器。處理器被配置為基于輸送事件開始的第一罐和第二罐中每一個的初始壓強 和初始溫度計算通過鎖閥的推進劑的流動速率；至少部分基于該流動速率來計算輸送事件 結束之前的中間時間處結束的時間段內通過鎖閥所輸送的推進劑的質量；W及確定該中間 時間內第一罐和第二罐中每一個的中間壓強。
[0005] 又一方面，公開了一種用于估算輸送事件期間基于衛星的氣離子推進系統中的第 一罐和第二罐之間的氣的輸送的方法，其中，第一罐和第二罐被鎖閥分隔開。該方法包括： (a)至少部分基于第一罐和第二罐中每一個內的氣的壓強計算第一罐和第二罐中每一個的 體積；化）基于第一罐和第二罐中每一個內的氣的壓強和溫度計算通過鎖閥的氣的流動速 率；（C)對一時間段內的流動速率進行積分W確定小于輸送事件長度的時間段內通過鎖閥 輸送的氣的質量；（d)確定該時間段結束時第一罐和第二罐中每一個內的氣的質量；（e)確 定在該時間段結束時第一罐和第二罐中每一個內的氣的密度和溫度；w及（f)確定該時間 段結束時第一罐和第二罐中每一個內的氣的壓強。
[0006] 已經論述的特征、功能和優勢可W在各種實施方式中獨立地實現，或者也可W與 其他實施方式結合來實現，其更多細節可參考W下描述和附圖來看出。
【附圖說明】
[0007] 圖1是示例性計算裝置的框圖。
[000引圖2是在衛星中所使用的示例性離子推進系統的簡化圖。
[0009] 圖3是用于估算輸送事件期間兩個貶存罐之間的推進劑的輸送的方法的流程圖。
[0010] 圖4是如圖2所示的離子推進系統中的鎖閥的簡化截面圖。
[0011] 圖5是如圖2所示的離子推進系統中的鎖閥的另一簡化截面圖。
[0012] 圖6是氣的壓縮性作為壓強的函數的曲線圖。
[0013] 圖7是在不同溫度下氣的壓強作為密度的函數的曲線圖，并且由六階多項式方程 數學地表示每條曲線。
[0014] 圖8是罐壓強作為輸送事件的時間的函數的曲線圖。
[0015] 圖9是罐溫度作為輸送事件的時間的函數的曲線圖。
[0016] 圖10是兩個罐中的氣質量作為輸送事件的時間的函數的曲線圖。
【具體實施方式】
[0017] 本文所描述的主題總體上設及推進劑的至少兩個罐之間的推進劑輸送。更具體 地，該主題設及用于估算離子推進系統中的推進劑輸送的方法和系統。
[001引在一個實施方式中，本文中所描述的方法、系統和計算機可讀介質的技術效果包 括W下中的至少一個；(a)基于輸送事件開始的第一罐和第二罐各自的初始壓強和初始溫 度計算通過鎖閥的推進劑的流動速率；化）至少部分基于該流動速率計算在輸送事件結束 之前的中間時間處結束的時間段內通過鎖閥輸送的推進劑的質量；（C) W及確定該中間時 間內的第一罐和第二罐各自的中間壓強。
[0019] 本文所用的W單數形式列出并與詞"一"或"一個"一起使用的元件和步驟應當被 理解為并不排除多個元件或步驟，除非明確說明有該排除。此外，對本發明的"一個實施方 式"或"示例性實施方式"的引用并不意味著被解釋為排除同樣結合有所述特征的其他實施 方式的存在。
[0020] 本文中所描述的示例性方法和系統可在一個或多個控制器上實施和/或可W包 括一個或多個控制器。控制器可W包括能夠如本文中所描述那樣執行的任何合適的模擬和 /或數字控制器的組合。在一些實施方式中，控制器包括計算裝置。圖1是在用于估算推 進劑輸送的系統中可W使用的示例性計算裝置100的框圖。在該示例性實施方式中，計算 裝置100包括存儲器106和與存儲器106禪接的用于執行程序指令的處理器104。處理器 104可W包括一個或多個處理單元（例如，在多核配置中）。計算裝置100是可編程的，W 通過程序化存儲器106和/或處理器104來執行本文中所描述的一個或多個操作。例如， 處理器104可W通過將操作編碼成一個或多個可執行指令并且在存儲裝置106中提供該可 執行指令而被程序化。
[0021] 處理器104可w包括但并不限于通用中央處理單元（CPU)、微控制器、精簡指令集 計算機巧ISC)處理器、專用集成電路（ASIC)、可編程邏輯電路任LC)和/或能夠執行本文 中所描述的功能的任何其他電路或處理器。本文中所描述的方法可被編碼成可執行指令， 其具體化在包括但并不限于儲存裝置和/或存儲裝置的計算機可讀介質中。該些指令在被 處理器104執行時，使得處理器104執行本文中所描述的至少一部分的方法。W上示例僅 是示例性的，且因此并不旨在W任何方式限制術語"處理器"的定義和/或含義。
[0022] 如本文中所描述的存儲裝置106是啟用諸如待存儲和檢索的可執行指令和/或其 他數據的信息的一個或多個裝置。存儲裝置106可W包括一個或多個計算機可讀介質，例 如但不限于，動態隨機存取存儲器值RAM)、靜態隨機存取存儲器（SRAM)、固態磁盤和/或硬 盤。存儲裝置106可被配置為存儲但并不限于，維護事件日志、診斷條目、故障消息和/或 適合用于本文中所描述的方法和系統的任何其他類型的數據。
[0023] 在示例性實施方式中，計算裝置100包括與處理器104禪接的呈現接口 108。呈現 接口 108向用戶114輸出（例如，顯示、印刷和/或其他方式輸出）信息，諸如但并不限于， 安裝數據、配置數據、測試數據、錯誤信息和/或任何其他類型的數據。例如，呈現接口 108 可W包括與顯示裝置禪接的顯示適配器（在圖1中未示出），諸如陰極射線管（CRT)、液晶 顯示器（LCD)、發光二極管（LED)顯示器、有機LED(OLED)顯示器和/或"電子墨水"顯示 器。在一些實施方式中，呈現接口 108包括多于一個的顯示裝置。此外或者可選擇地，呈現 接口 108可W包括打印機。
[0024] 在示例性實施方式中，計算裝置100包括從用戶114接收輸入的輸入接口 110。例 如，輸入接口 110可被配置為從用戶114接收適合用于本文中所描述的方法和系統的選擇、 請求、證書和/或任何其他類型的輸入。在示例性實施方式中，輸入接口 110與處理器104 禪接，并且可包括例如鍵盤、讀卡器（例如，智能卡讀卡器）、指向裝置、鼠標、觸針、觸敏控 制板（例如，觸摸板或觸屏）、巧螺儀、加速度計、位置檢測器和/或音頻輸入接口。諸如觸 屏的單個部件可起到呈現接口 108的顯示裝置和輸入接口 110兩者的作用。
[0025] 在示例性實施方式中，計算裝置100包括與存儲器106和/或處理器104禪接的 通信接口 112。通信接口 112與諸如另一計算裝置100的遠程裝置通信地禪接。例如，通信 接口 112可W包括但不限于，有線網絡適配器、無線網絡適配器和/或移動電信適配器。
[0026] 用于操作系統和應用程序的指令W功能形式位于非易失性存儲器106上W便由 處理器104執行，從而進行本文中所描述的一種或多種處理。不同實施方式中的該些指令 可被具體化在不同的物理或有形計算機可讀介質上，諸如存儲器106或另一存儲器，諸如 計算機可讀介質118,其可W包括但不限于，閃存驅動器、CD-ROM、拇指驅動器、軟盤等。此 夕F，指令W功能形式位于非易失性計算機可讀介質118上，其可W包括但并不限于，閃存驅 動器、CD-ROM、拇指驅動器、軟盤等。計算機可讀介質118可選擇性地插入計算裝置100和 /或可從計算裝置100移除W允許處理器104的訪問和/或執行。在一個示例中，計算機可 讀介質118包括插入或放置于CD/DVD驅動器或與存儲器106和/或處理器104相關聯的 其他裝置中的光盤或磁盤。在一些情況下，計算機可讀介質118可能不是可移除的。
[0027] 圖2是示例性離子推進系統200的一部分的簡化圖。在該示例性實施方式中，離 子推進系統200是將氣用作推進劑的氣離子推進系統。在其他實施方式中，系統200可W 是使用任何合適的推進劑的任何其他合適類型的離子推進系統。此外，在示例性實施方式 中，離子推進系統200安裝于衛星（未示出）中。可替代地，離子推進系統200可安裝于任 何合適的航天器中。控制器202控制離子推進系統200