[發(fā)明專利]一種飛行事件驅(qū)動(dòng)的上面級衛(wèi)星組合體供電能力驗(yàn)證系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011151958.2
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112462273B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付大偉;王東;劉鶴;楊東;尹溶森;任忠;陳世杰;胡琳;趙峰;閆旭;誾夢楠;張?jiān)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842;G01R31/388;H02J7/35;H02J7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種飛行事件驅(qū)動(dòng)的上面級衛(wèi)星組合體供電能力驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于由上位機(jī)、直流穩(wěn)壓電源和太陽電池模擬器組成，其中：

所述的上位機(jī)用于采集直流穩(wěn)壓電源的輸出電流I_out和輸出電壓U_out1，還用于采集太陽電池模擬器的開路電壓U_oc、短路電流I_sc、最大功率點(diǎn)的輸出電壓U_maxpower和電流I_maxpower，還用于采集上面級的初始電量Q₀，還用于采集衛(wèi)星的母線電壓U_bus，還用于采集衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2，還用于采集衛(wèi)星的自旋角速度ω，還用于采集上面級衛(wèi)星組合體的分離信號，還用于采集衛(wèi)星太陽翼的展開信號；上面級衛(wèi)星組合體的分離信號包括已分離和未分離；衛(wèi)星太陽翼的展開信號包括已展開和未展開；

直流穩(wěn)壓電源用于模擬上面級為衛(wèi)星供電；

太陽電池模擬器用于模擬太陽電池陣為衛(wèi)星供電；

所述驗(yàn)證系統(tǒng)用于執(zhí)行以下至少一項(xiàng)：

當(dāng)上面級衛(wèi)星組合體的分離信號為未分離時(shí)，將太陽電池模擬器的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流設(shè)置為隨時(shí)間變化的三角函數(shù)，且三角函數(shù)的角速度為衛(wèi)星當(dāng)前的自旋角速度ω；同時(shí)，對直流穩(wěn)壓電源的輸出電流I_out進(jìn)行實(shí)時(shí)積分，計(jì)算上面級的放電電量ΔQ和剩余電量Q_t，且Q_t＝Q₀-ΔQ；根據(jù)上面級的剩余電量Q_t，計(jì)算對應(yīng)的直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U_out1，設(shè)置直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為U_out1，若當(dāng)前直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U_out1高于衛(wèi)星母線電壓U_bus，則不處理；若當(dāng)前直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U_out1不高于衛(wèi)星母線電壓U_bus，生成上面級供電能力耗盡報(bào)警信號，稱為故障信號1，禁止直流穩(wěn)壓電源輸出，并自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)刻和放電電量ΔQ，判斷衛(wèi)星太陽翼的展開信號是否為展開；

當(dāng)上面級衛(wèi)星組合體的分離信號為已分離時(shí)，自動(dòng)記錄直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U_out1，禁止直流穩(wěn)壓電源輸出，并自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)刻和放電電量ΔQ；

當(dāng)衛(wèi)星太陽翼的展開信號為未展開時(shí)，判斷衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2，若衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2不高于輸出電壓下限U_min，則生成衛(wèi)星蓄電池供電能力耗盡報(bào)警信號，稱為故障信號2，并設(shè)置太陽電池模擬器的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流為壽命初期的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流，自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)刻、衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2，驗(yàn)證系統(tǒng)工作結(jié)束；若衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2高于輸出電壓下限U_min，則不處理；

當(dāng)衛(wèi)星太陽翼的展開信號為已展開時(shí)，設(shè)置太陽電池模擬器的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流為壽命初期的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流，自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)刻、衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2，驗(yàn)證系統(tǒng)工作結(jié)束。

2.一種飛行事件驅(qū)動(dòng)的上面級衛(wèi)星組合體供電能力驗(yàn)證方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)上位機(jī)實(shí)時(shí)采集直流穩(wěn)壓電源的輸出電流I_out和輸出電壓U_out1、太陽電池模擬器的開路電壓U_oc、短路電流I_sc、最大功率點(diǎn)的輸出電壓U_maxpower和電流I_maxpower、上面級的初始電量Q₀、衛(wèi)星的母線電壓U_bus、衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2、衛(wèi)星的自旋角速度ω、上面級衛(wèi)星組合體的分離信號、衛(wèi)星太陽翼的展開信號；

(2)當(dāng)上面級衛(wèi)星組合體的分離信號為未分離時(shí)，將太陽電池模擬器的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流設(shè)置為隨時(shí)間變化的三角函數(shù)，且三角函數(shù)的角速度為衛(wèi)星當(dāng)前的自旋角速度ω；同時(shí)，對直流穩(wěn)壓電源的輸出電流I_out進(jìn)行實(shí)時(shí)積分，計(jì)算上面級的放電電量ΔQ和剩余電量Q_t，且Q_t＝Q₀-ΔQ；根據(jù)上面級的剩余電量Q_t，計(jì)算對應(yīng)的直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U_out1，設(shè)置直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為U_out1，若當(dāng)前直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U_out1高于衛(wèi)星母線電壓U_bus，則不處理；若當(dāng)前直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U_out1不高于衛(wèi)星母線電壓U_bus，生成上面級供電能力耗盡報(bào)警信號，稱為故障信號1，禁止直流穩(wěn)壓電源輸出，并自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)刻和放電電量ΔQ，判斷衛(wèi)星太陽翼的展開信號是否為展開；

(3)當(dāng)上面級衛(wèi)星組合體的分離信號為已分離時(shí)，自動(dòng)記錄直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U_out1，禁止直流穩(wěn)壓電源輸出，并自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)刻和放電電量ΔQ；

(4)當(dāng)衛(wèi)星太陽翼的展開信號為未展開時(shí)，判斷衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2，若衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2不高于輸出電壓下限U_min，則生成衛(wèi)星蓄電池供電能力耗盡報(bào)警信號，稱為故障信號2，并設(shè)置太陽電池模擬器的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流為壽命初期的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流，自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)刻、衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2，驗(yàn)證系統(tǒng)工作結(jié)束；若衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2高于輸出電壓下限U_min，則不處理；

(5)當(dāng)衛(wèi)星太陽翼的展開信號為已展開時(shí)，設(shè)置太陽電池模擬器的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流為壽命初期的開路電壓、短路電流、最大功率點(diǎn)的輸出電壓和電流，自動(dòng)記錄當(dāng)前時(shí)刻、衛(wèi)星蓄電池的輸出電壓U_out2，驗(yàn)證系統(tǒng)工作結(jié)束。