中高轨航天器月影下能量平衡计算方法

发布时间：2021-03-04 15:11

　　针对使用锂离子蓄电池组的中高轨航天器,提出了一种月影下的太阳电池阵输出功率计算方法,构建了典型的中高轨航天器电源分系统的仿真模型,开展了航天器月影下能量平衡的仿真。采用该方法对某卫星月影下的能量平衡情况进行了计算,并将计算结果与实际遥测数据进行比对,结果表明:该方法可以实现航天器月影下功率平衡的高精度计算。文章提出的方法可以为航天器在轨月影的预测和月影期间蓄电池组的在轨管理提供参考。 

【文章来源】：航天器工程. 2020,29(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图1 月球遮挡太阳示意图

地面试验时,采用了偏转测试件使用不同的光照角度模拟光照强度变化的方法。图2为针对某型三结砷化镓太阳电池片开展的AM0条件不同光照角度输出特性曲线测试的结果,测试以光线与电池片法线夹角0°～85°,每组间隔5°开展了18组测试。图2中,曲线自上而下依次对应0°至85°的18个不同测试角度。从图2可以看出,在光照角变化时,输出电流随着光照强度变化而变化,相对的电池片输出电压受影响比较小,而针对卫星上典型的恒压直流电源系统,太阳电池阵通常都工作在恒定的电压点(即母线电压加上通路压降),在光照强度变化时单片的工作电压点始终不变。

因此,在通常情况下可以认为不同光照条件下输出功率的比值就等于该光照条件下短路电流的比值。以短路电流的变化值作为功率变化的比值,拟合曲线见图3。从图3可以看出,在光照强度比值0.6以上时,输出功率与光照强度能够保持较好的线性关系;在弱光条件下输出功率曲线会偏离线性参考线。通过多项式拟合,遮挡情况下太阳电池阵的功率输出值Px与发生遮挡时的光照强度因子x之间的关系为

【参考文献】：
期刊论文
[1]高轨卫星锂离子蓄电池组自主管理系统设计[J]. 崔波,陈世杰,李旭丽,朱立颖.  航天器工程. 2017(01)
[2]DE历表的结构、计算与比较[J]. 雷伟伟,李凯,张捍卫.  飞行器测控学报. 2016(05)
[3]低轨卫星月影事件预报优化[J]. 朱兴鸿,苗园青,袁仕耿.  飞行器测控学报. 2016(02)
[4]JPL行星历表的比较及评估[J]. 邓雪梅,樊敏,谢懿.  天文学报. 2013(06)
[5]月影期地球同步卫星能源供给切换时间预报算法[J]. 郑军,陈宏,李于衡,刘浩.  飞行器测控学报. 2010(02)
[6]航天器太阳电池阵分流技术研究[J]. 赵长江.  航天器工程. 2009(03)
[7]两行根数的精度评估[J]. 杨维廉.  航天器工程. 2009(03)
[8]S3R&S4R控制策略分析及仿真[J]. 马鑫,张东来,徐殿国.  测控技术. 2007(06)



本文编号：3063442