(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 202111575651.X (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 上海空间推进研究所 地址 201112 上海市闵行区浦江镇 万芳路 801号 (72)发明人 汤建华　朱叶茂　徐磊　魏卫　 丰凡　陈开莹　王建海　 (74)专利代理 机构 上海段和段律师事务所 31334 代理人 李佳俊　郭国中 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于状态机的推进剂补加系统测试方法及 系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于状态机的推进剂补 加系统测试方法及系统， 包括： 气瓶模块： 包含气 瓶、 横向阀门、 纵向阀门和压力传感器； 压气机模 块： 包含压气机、 进出口管路和阀门； 贮箱模块： 包含贮箱、 贮箱出口阀门、 贮箱入口阀门、 压力传 感器、 位移传感器； 液路管路模块： 包含接口、 相 关阀门和管路。 1、 本发 明提供一种推进剂补加系 统模型， 以此构建推进剂补加系统数字样机或半 物理样机， 实现对补加系统控制系统的算法及程 序的验证； 可替代推进剂补加系统实物模型， 直 接构建补加控制系统算法和程序的虚拟验证系 统， 也可与物理系统组合， 形成半物理的补加系 统仿真验证系统， 实现推进补加控制系统算法和 程序等快速验证 。 权利要求书4页 说明书16页 附图3页 CN 114254509 A 2022.03.29 CN 114254509 A 1.一种基于状态机的推进剂补加系统测试系统， 其特 征在于， 包括： 气瓶模块： 包含气瓶、 横向阀门、 纵向阀门和压力传感器， 压力传感器位于气瓶出口， 指 示气瓶压力； 横向阀门与增压系统连接， 纵向阀门与贮箱连接； 压气机模块： 包含压气机、 进出口管路和阀门， 压气机出口管路与气瓶连接， 压气机入 口管路与贮箱连接； 阀门为压气机泄压阀门； 贮箱模块： 包含贮箱、 贮箱出口阀门、 贮箱入口阀门、 压力传感器、 位移传感器， 压力传 感器位于贮箱入口， 指示贮箱压力； 位移传感器位于贮箱内部， 指示贮箱推进剂体积； 贮箱 入口阀与压气机模块连接， 贮箱入口管路与气瓶连接； 贮箱出口阀门及管路与液路管路连 接； 液路管路模块： 包含接口、 相关阀门和管路， 补加接口为推进剂输入接口， 输出接口与 贮箱连接； 吹除接口为推进剂吹除的出口， 补加接口、 输出接口和吹除接口间分别通过阀门 隔离。 2.根据权利要求1所述的基于状态机的推进剂补加系统测试系统， 其特 征在于： 采用经验公式描述状态转换 过程的属性 参数变化： P＝P0+Pd*t P为压力， P0为前一状态下压力， Pd为压力变化系数， t为时间； 状态转换的输入参数， 除了属性参数， 其余参数由控制算法和程序生成， 实现对控制算 法和程序的验证； 对每个功能模块进行抽象和封装， 模块内部行为采用状态机描述， 模块之间， 模块与补 加控制系统之间采用接口参数耦合， 从而构成推进剂补加系统测试模型。 3.根据权利要求1所述的基于状态机的推进剂补加系统测试系统， 其特 征在于： 在所述气瓶模块中： 通过控制算法生成的阀门开关指令作为输入参数触发状态转换； 提取测试相关的压力和阀门开关状态作为气瓶属性； 属性表征 该模块的状态， 作为输出信号反馈给补加控制系统； 阀门开关指令由补加控制系统发出， 气瓶模块收指令后模拟 实物系统产生属性参数的 相应变化， 反馈给补加控制系统； 补加控制系统利用反馈信号完成程序算法验证； 采用状态机描述补加过程气瓶行为； 状态1为气瓶初态， 状态2为压气机向气瓶增压状 态， 状态3为气瓶高压状态， 状态4为气瓶向贮箱增压状态， 状态5为气瓶低压状态； 不同的状 态及转换代表了补加过程不同阶段气瓶需要进行的操作和操作后的响应， 用状态机描述补 加过程气瓶的行为； 状态转换由输入参数触发； 属性参数为输出信号， 描述输入参数触发引起的状态变化， 属性参数反馈到补加控制 系统， 补加控制系统利用反馈信号判断程序算法的正确性； 在所述压气机模块中： 将冷却开关机指令和阀门开关指令和压气机启动指令和停机指令作为输入参数触发 状态转换； 提取压气机进出口压力和温度和阀门开关状态作为压气机属性； 冷却开关机指令和阀门开关指令和压气机启动指令和关闭指令由补加控制系统发出，权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114254509 A 2压气机模块收指令后模拟实物系统产生属 性参数的相应变化， 反馈给补加控制系统； 补加 控制系统利用反馈信号完成程序算法验证； 采用状态机描述补加过程压气机行为： 状态1为压气机初态， 状态2为压气机冷却状态， 状态3为冷却停止状态， 状态4为开关压气 机运行状态； 状态5为压气 机停机状态； 状态6为压 气机泄压状态； 状态7为泄压结束状态， 状态转换由输入参数触发； 属性参数为输出信号， 描述输入参数触发引起的状态变化， 属性参数反馈到补加控制 系统， 补加控制系统利用反馈信号判断程序、 算法的正确性。 4.根据权利要求1所述的基于状态机的推进剂补加系统测试系统， 其特征在于， 在所述 贮箱模块中： 阀门开关指令作为输入参数触发状态转换； 提取贮箱压力和剩余 量和阀门开关状态作为贮箱属性； 阀门开关指令由补加控制系统发出， 贮箱模块收指令后模拟 实物系统产生属性参数的 相应变化， 反馈给补加控制系统； 补加控制系统利用反馈信号完成程序算法验证； 采用状态机描述补加过程贮箱模块行为： 状态1为贮箱初态， 状态2为贮箱向压气机供 气状态， 状态3为压气机对贮箱抽气状态， 状态4为贮箱低压状态， 状态5为推进剂补加流动 状态， 状态6为推进剂补加到位状态； 状态7为贮箱增压状态； 状态8为贮箱增压结束状态； 状态转换由输入参数触发； 属性参数为输出信号， 描述输入参数触发引起的状态变化， 属性参数反馈到补加控制 系统， 补加控制系统利用反馈信号判断程序算法的正确性。 5.根据权利要求1所述的基于状态机的推进剂补加系统测试系统， 其特征在于， 在所述 液路管路模块中： 阀门开关指令作为输入参数触发状态转换； 提取补加管路压力、 阀门开关状态作为补加液路管路模块属性； 输入参数为阀门开关指令； 阀门开关指令由补加控制系统发出， 液路管路模块收指令后模拟 实物系统产生属性参 数的相应 变化， 反馈给补加控制系统； 补加控制系统利用反馈信号完成程序算法验证； 采用状态机描述补加过程液路管路模块行为： 状态1为液路管路模块初态， 状态2为补 加推进剂管路增压后状态， 状态3为推进剂补加流动状态， 状态4为推进剂补加到位状态， 状 态5为推进剂吹除状态， 状态6为吹除结束状态； 状态转换由输入参数触发； 属性参数为输出信号， 描述输入参数触发引起的状态变化， 属性参数反馈到补加控制 系统， 补加控制系统利用反馈信号判断程序算法的正确性。 6.一种基于状态机的推进剂补加系统测试方法， 其特征在于， 采用权利要求1所述的基 于状态机的推进剂补加系统测试系统， 执 行包括： 步骤S1： 气瓶模块和压气机模块和贮箱模块和液路管路模块收到补加控制系统相关指 令； 步骤S2： 模拟实物系统的状态变化， 输出属性 参数反馈 输送到补加控制系统； 步骤S3： 补加控制系统通过 该反馈信号自动判断对 模块操作的算法和程序是否正确。权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114254509 A 3