[发明专利]星用太阳电池在轨性能退化预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天器技术领域，具体地，涉及一种星用太阳电池在轨性能退化预测方法。

背景技术

随着航天技术的迅速发展，人类对宇宙空间的探索日益频繁、不断深入，使航天器向多功能、多任务和多设备的方向发展，要求复杂化和多样化程度越来越高，同时还要求实现长寿命、高可靠性和高精度。这需要不断增加信号转发器的功率和数量才能满足需要，从而对电源系统的功率需求也相应增加。太阳电池阵电源系统是目前国内航天器主要采用的电源系统，它的性能决定着整个航天器的工作状态，所以太阳电池阵需要具备更高的光电转换效率、更高的可靠性及更长的使用寿命。

由于卫星在空间环境中受到的影响比较复杂，一直处于带电粒子构成的辐射环境中，遭受带电粒子的轰击、紫外光线的照射和温度交变的影响，使得在航天器上的太阳电池的特性发生衰降。所以国内外对星用太阳能电池性能衰减的研究，主要是基于带电粒子辐照、质子和电子、紫外线等具体某一因素对它的影响。

目前在针对某一因素对星用太阳能电池性能的衰减影响上，比如空间粒子辐射对太阳电池的影响研究，国内的研究较多，而没有对综合各种因素下的太阳电池在轨退化预测研究，也没有综合因素下太阳电池在轨退化模型的相关研究。

没有发现同本方法类似的说明或报告，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种星用太阳电池在轨性能退化预测方法，解决制约卫星平台寿命与可靠性的太阳电池在空间环境下的寿命和可靠性的问题，避免卫星因太阳电池效率下降而导致卫星失效。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种星用太阳电池在轨性能退化预测方法，包括如下步骤：

步骤1：根据太阳电池的结构和布局，选取表征太阳电池性能衰减特征参数的电流值遥测数据原码；

步骤2：原码数据处理：将电流值遥测数据原码转化为物理量，分析整理转化后数据，对于缺失的数据采用均值插补的方法进行补充，形成电流值遥测数据和；

步骤3：遥测数据分析：引入太阳入射角，当太阳光与太阳电池所在平面不垂直时，太阳电池的电路发生变化，具有如下关系：

I_max＝I/cosθ

式中，I_max为垂直光照角下的电流，I为实际测得的标准片电流，即电流值遥测数据，θ为太阳入射角，即太阳入射方向与太阳电池表面法向的夹角；

取至少一年内电流值遥测数据进行分析，计算等效垂直光照角下的电流值；

步骤4：选取幂函数模型作退化建模分析：幂函数模型如下：

D(t)=Imax=(a+b·tc)·(S0+d·cos(α+2·πTt)S0)+ϵ]]>