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空间电源系统项目风险评估与控制研究

空间电源系统项目风险评估与控制研究

作者：王娜华东理工大学

学位级别：硕士

文章研究了风险评估及管理的概念和方法,以我国首个自主研制的低轨100V高压电源系统—AB-1飞行器电源系统的研制风险控制为例,针对空间电源系统的研制特点,建立了空间电源系统的工作结构模型,进行了全周期风险要素的全面识别;制定了适... 详细信息

文章研究了风险评估及管理的概念和方法,以我国首个自主研制的低轨100V高压电源系统—AB-1飞行器电源系统的研制风险控制为例,针对空间电源系统的研制特点,建立了空间电源系统的工作结构模型,进行了全周期风险要素的全面识别;制定了适合空间电源项目的评估流程,建立了不同方法的评估模型,提出空间电源研制项目风险评价指标体系,完善了空间电源行业项目风险评价理论,总结了空间电源风险应对措施及监控的经验,以期提高对空间新型电源项目风险评价的重视程度和风险管理水平,以便减少或规避风险,确保空间电源项目的成功。

关键词：空间电源系统项目风险评估控制

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空间电源系统通用管理平台研究

空间电源系统通用管理平台研究

作者：郑才武北华航天工业学院

学位级别：硕士

随着未来人们向着深空的探索,航天器需要长期在轨运行,任务载荷数量多,复杂程度高,功能多样化。为满足上述需求,未来航天器需要向长寿命、大功率化和智能化等方向发展。航天器主要采用以太阳能电池阵列、储能电池组构成的电源系统。电... 详细信息

随着未来人们向着深空的探索,航天器需要长期在轨运行,任务载荷数量多,复杂程度高,功能多样化。为满足上述需求,未来航天器需要向长寿命、大功率化和智能化等方向发展。航天器主要采用以太阳能电池阵列、储能电池组构成的电源系统。电源系统作为航天器的重要组成部分,为航天器各个阶段的任务负载提供可靠稳定的电能。无论是探测器,还是大型航天器、人造卫星等,都需要电源管理技术合理调配电源,完成电能输出与负载功率需求的高效平衡,提高突发情况的自主调节能力,延长航天器使用寿命。首先本文分别从电源系统的太阳能电池输出特性、电源系统的储能电池特性、以及电源系统的硬件架构-功率调节单元和功率分配单元、电源与蓄电池控制策略-MPPT算法与电池组的均衡技术、以及电源电能调度策略等方面,分析总结了有关空间电源的管理所用到的技术。其次本文根据空间电源的管理技术的研究,对以往有关电源的算法,控制硬件架构进行了总结和分析,进而通过吸取他人的技术,规划出一套空间电源智能管理系统,即智能配电管理,故障管理,电源计划调度管理,以及多协作控制结构的设计。设计出一款由DSP+FPGA协同控制的电源系统控制板。主要对电源系统的发电装置和储能电池,以及相关负载的电压,电流,温度采集,数据传送与存储,电磁阀及电机的控制,以及上位机界面设计。最后完成了控制板与3kw燃料电池系统联试和验证。燃料电池作为空间电源,电阻负载作为空间飞行器上的电子负载,氢氧气罐当作空间电源的蓄电池。最终在老师的帮助下完成实验控制板的相关功能验证以及燃料电池的高效率输出。

关键词：多协作控制 DSP+FPGA 空间电源系统电源管理平台

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基于锂电池的空间电源系统钝化研究

电源技术 2022年第1期46卷 100-103页

作者：郑犁李康章玄姜垚先李键中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对空间能源系统在卫星寿命末期的钝化需求,分析了不同轨道卫星锂电池的温度条件,同时分析了锂电池位置、卫星姿态对其温度的影响。基于上述分析的温度范围,研究了锂电池在钝化后发生热失控的可能性和影响因素,分析得到基于锂电池的空... 详细信息

针对空间能源系统在卫星寿命末期的钝化需求,分析了不同轨道卫星锂电池的温度条件,同时分析了锂电池位置、卫星姿态对其温度的影响。基于上述分析的温度范围,研究了锂电池在钝化后发生热失控的可能性和影响因素,分析得到基于锂电池的空间电源系统钝化需求。在此基础上,提出了4种可行的钝化解决方案,并从受空间环境影响程度、额外增加元器件的情况以及钝化后电路受电流应力情况等方面进行对比,分析结果表明,旁路钝化方案是基于锂离子电池的电源系统钝化的首选方案。

关键词：锂离子电池钝化空间电源系统

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空间电源系统关键技术分析

导航定位与授时 2015年第3期2卷 114-119页

作者：杨波焦云华北京机电工程研究所北京100074

介绍了空间电源系统的功能及组成结构。在大功率、高可靠性航天器发展应用背景下,从三个方面分析了空间电源系统设计的关键技术。跟踪国际最前沿的空间电源技术动态,指出空间电源系统的发展方向,并详细分析了功率控制模块电路,对后续电... 详细信息

介绍了空间电源系统的功能及组成结构。在大功率、高可靠性航天器发展应用背景下,从三个方面分析了空间电源系统设计的关键技术。跟踪国际最前沿的空间电源技术动态,指出空间电源系统的发展方向,并详细分析了功率控制模块电路,对后续电源系统的优化设计工作具有参考意义。

关键词：空间电源系统均衡电路功率控制器

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空间电源系统的面向冲突故障诊断推理算法

计算机测量与控制 2005年第3期13卷 212-214页

作者：张小玉徐亨成空军第一航空学院河南信阳464000

空间电源系统结构复杂, 部件繁多, 易发生故障。为实现对空间电源系统多种故障的时时诊断, 在总结分析电源系统故障特点的基础上, 结合Reiter基于第一原理的故障诊断一般理论, 建立了适用于空间电源系统故障诊断的推理算法。结果表明, ... 详细信息

空间电源系统结构复杂, 部件繁多, 易发生故障。为实现对空间电源系统多种故障的时时诊断, 在总结分析电源系统故障特点的基础上, 结合Reiter基于第一原理的故障诊断一般理论, 建立了适用于空间电源系统故障诊断的推理算法。结果表明, 该算法能够很好地诊断出电源系统电路的单点故障、多重故障及单传感器故障, 具有较高的诊断推理速度和准确性。

关键词：空间电源系统推理算法冲突面向系统故障诊断传感器故障系统结构故障特点第一原理单点故障系统电路多重故障诊断推理准确性部件

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自适应选择的空间电源系统故障检测技术

单片机与嵌入式系统应用 2023年第11期23卷 29-32页

作者：南作用钟志刚陈任翔王亚中国联通中讯邮电咨询设计院有限公司郑州450000

为了提高空间电源系统故障检测准确度,将卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)与长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)相结合,提出了一种自适应选择的空间电源系统故障检测模型,从而实现空间电源系统的故障检测。通过... 详细信息

为了提高空间电源系统故障检测准确度,将卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)与长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)相结合,提出了一种自适应选择的空间电源系统故障检测模型,从而实现空间电源系统的故障检测。通过建立数字孪生虚拟模型引入典型故障,增加故障数据种类和数量,作为训练模型的数据集;采用CNN LSTM算法对样本数据集进行机器学习和训练,从而构建故障检测模型。通过实验验证了CNN LSTM模型故障检测准确度可达98%且损失函数值较少;在对各类型故障检测上,平衡F分数最低为96%,最高可达100%,更进一步说明提出方案的有效性和可行性,具有一定的实用价值。

关键词：空间电源系统故障检测 CNN LSTM 数字孪生自适应选择

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一九八三年空间电源系统的成就

国外空间动态 1984年第4期 27-27页

作者：张宝昆

无论美国航宇局制定的空间站计划,还是美国空军制定的各种高功率应用计划,都要求继续推动空间电源系统的研制工作。一九八三年空间电源系统取得了如下成就。1.光电池与电池阵不论低轨道的空间站还是以空间为基地的防务系统,都要求加速... 详细信息

无论美国航宇局制定的空间站计划,还是美国空军制定的各种高功率应用计划,都要求继续推动空间电源系统的研制工作。一九八三年空间电源系统取得了如下成就。1.光电池与电池阵不论低轨道的空间站还是以空间为基地的防务系统,都要求加速空间光电系统的研

关键词：太阳电池太阳能太阳辐射能气候资源蓄电池二次电池能量密度能量浓度空间电源系统能量储存储能

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串联型MPPT空间电源系统稳定性技术

中国空间科学技术 2014年第4期34卷 53-58页

作者：林文立张晓峰杜青王超北京空间飞行器总体设计部北京100094

串联型最大功率点跟踪(MPPT)空间电源系统存在母线电压振荡或跌落等不稳定现象,文章以MPPT不调节母线电源拓扑为研究对象,建立了系统等效电路模型,通过小信号等效分析、状态空间方程特征根求解等手段,分别对MPPT控制域及电压控制域下电... 详细信息

串联型最大功率点跟踪(MPPT)空间电源系统存在母线电压振荡或跌落等不稳定现象,文章以MPPT不调节母线电源拓扑为研究对象,建立了系统等效电路模型,通过小信号等效分析、状态空间方程特征根求解等手段,分别对MPPT控制域及电压控制域下电源系统的稳定性进行了分析。结果表明,在太阳电池阵及阵列功率调节器特性曲线一定的条件下,通过对二者间电感、电容参数合理配置,可以保证系统稳定。在MATLAB/SIMULINK中搭建了串联型MPPT不调节母线电源系统仿真模型并进行实例仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。

关键词：最大功率点跟踪稳定性小信号等效分析状态空间方程空间电源系统

基于SIMULINK的空间电源控制系统仿真

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电源世界 2019年第2期 22-26页

作者：宋永秀王少坤陈海涛黄军西北农林科技大学陕西杨陵712100 上海空间电源研究所上海200000

随着空间电源技术的发展,对电源控制系统的要求越来越高,为使太阳能电池能量利用效率最高,需利用最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术。对一种MPPT技术与类三域技术相结合的空间电源控制系统进行了仿真研究,根据不同... 详细信息

随着空间电源技术的发展,对电源控制系统的要求越来越高,为使太阳能电池能量利用效率最高,需利用最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术。对一种MPPT技术与类三域技术相结合的空间电源控制系统进行了仿真研究,根据不同的工作状态,MPPT系统在MPPT域和非MPPT域自动转换,使最大功率跟踪和母线全调节控制的融合。在SIMULINK中搭建了空间电源系统仿真模型并进行实例仿真,仿真结果验证了这种功率调节策略的可行性,对后续电源系统的优化设计工作具有参考意义。

关键词：空间电源系统最大功率跟踪顺序开关型功率调节技术仿真