S4R型卫星电源系统的仿真与控制技术研究

发布时间：2017-08-18 06:08

  本文关键词：S4R型卫星电源系统的仿真与控制技术研究

  更多相关文章： 卫星电源系统 功率控制策略 S4R调节控制技术 电源系统建模仿真

【摘要】：在卫星诸多分系统中,电源系统被称为“卫星的心脏”,它在额定电压范围内产生、储存、调节、控制和分配电能,为所有分系统和负载提供不间断的、安全、可靠的电能。电源控制系统作为卫星电源系统的的核心组成部分,其主要任务是通过分流调节器对太阳能电池阵多余功率进行分流控制和通过充、放电控制器控制蓄电池的充放电,保证母线电压稳定,并通过变换器满足星上负载要求。本文分析了目前应用较多的电源控制系统的拓扑结构即S3R型系统和混合型系统的基本原理。针对新型的S4R型卫星电源系统开展了研究工作,分析了S4R型电源控制系统的原理,在Matlab/Simulink建立了电源系统各部件仿真模型,包括能源装置(太阳能电池阵、蓄电池组)和控制装置(分流调节器、充电功率开关管、放电控制器、主误差放大器),并开展模型验证以及系统仿真分析。基于LABVIEW设计太阳能电池阵模拟器,基于DSP28335设计了电源系统控制器,建立了实验系统,围绕负载功率的变化对实验系统进行了实验测试,并对测试结果进行了分析和比较。本文研究的内容可以用于卫星电源系统设计的验证,其仿真结果可以反映卫星在轨运行负载变化时电源系统的工作状态。研究成果可作为新型卫星电源系统的设计参考,具有一定的工程应用价值。
【关键词】：卫星电源系统 功率控制策略 S4R调节控制技术 电源系统建模仿真
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V442
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 课题的研究背景及意义12
• 1.2 卫星电源系统控制技术的发展12-13
• 1.3 仿真建模方法研究13-14
• 1.4 卫星电源系统仿真研究现状14-15
• 1.4.1 国外研究现状14-15
• 1.4.2 国内研究现状15
• 1.5 本文的研究内容15-17
• 第二章 卫星电源控制系统的基本原理分析17-30
• 2.1 卫星电源系统的特点17-18
• 2.1.1 卫星电源系统的功能17
• 2.1.2 卫星电源系统的组成17-18
• 2.2 卫星电源系统调节控制策略分析18-26
• 2.2.1 卫星电源系统母线电压控制分析18-19
• 2.2.2 卫星电源系统母线电压调节方式19-21
• 2.2.3 卫星电源系统功率控制分析21-26
• 2.3 S4R型卫星电源系统工作原理分析26-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 S4R型卫星电源系统建模仿真30-51
• 3.1 卫星电源系统仿真建模30-39
• 3.1.1 太阳能电池阵建模30-32
• 3.1.2 电源控制器PCU建模32-37
• 3.1.3 蓄电池建模37-39
• 3.2 仿真模型验证39-48
• 3.2.1 仿真模型验证方法39-41
• 3.2.2 卫星电源系统仿真模型验证41-48
• 3.3 卫星电源系统仿真分析48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 卫星电源系统实验系统硬件设计51-59
• 4.1 电源仿真系统实验系统总体结构51
• 4.2 太阳能电池阵仿真模拟器开发51-54
• 4.3 调理电路设计54-57
• 4.3.1 DSP调理电路设计54-56
• 4.3.2 PCI板卡调理电路设计56-57
• 4.4 MOSFET驱动电路设计57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 卫星电源系统实验系统测试结果与分析59-67
• 5.1 负载参数设计59-60
• 5.2 测试结果60-64
• 5.3 测试分析64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-68
• 6.1 全文工作总结67
• 6.2 后续工作展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文73-74
• 附录74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张国帅;雷卫军;郑岩;陈永刚;万成安;;基于Superbuck拓扑的高效蓄电池充电调节器研究[J];电源技术;2015年09期

2 王乐乐;刘元默;鄢婉娟;苏蛟;马文伟;;卫星S3R功率调节电源系统稳定性分析[J];航天器工程;2014年05期

3 杨占录;张国庆;王宗亮;;大容量动力铅酸蓄电池建模方法[J];船电技术;2012年06期

4 A.卡佩尔;P.佩罗尔;王娜;白龙;赵宏嵩;;应用于通讯卫星电源的总线拓扑S4R与S3R技术[J];电力电子;2011年02期

5 郭显鑫;郭祖佑;王卫国;;空间电源功率调节技术综述[J];上海航天;2010年03期

6 马卉;;空间电源系统控制技术研究[J];电源技术;2008年11期

7 雷卫军;李言俊;;S4R功率调节技术在航天器上的仿真研究与实现[J];宇航学报;2008年03期

8 饶建业;李永东;李谦;沈智宇;;太阳能电池阵模拟器的设计和研究[J];电力电子技术;2007年09期

9 马鑫;张东来;徐殿国;;S3R&S4R控制策略分析及仿真[J];测控技术;2007年06期

10 吴海涛;孔娟;夏东伟;;基于MATLAB/Simulink的光伏电池建模与仿真[J];青岛大学学报(工程技术版);2006年04期

，

本文编号：692993