[发明专利]一种太阳电池定姿的皮卫星姿控闭环测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种太阳电池定姿的皮卫星姿控闭环测试系统，其特征在于包括：动力学仿真计算模块、角度与电流换算模块、太阳电池模拟器，其中：

动力学仿真计算模块，负责计算得出太阳矢量入射卫星太阳电池的角度；

角度与电流换算模块，将动力学仿真计算模块给出的太阳矢量入射卫星太阳电池的角度；利用I_L＝I_L0×cosθ计算不同入射角得到一组太阳电池电流的理论值，经过真实物理实验数值进行修正后，将太阳矢量入射卫星太阳电池的角度所对应的太阳电池电流信息曲线表格化存储，通过查表换算出太阳电池电流信息；

太阳电池模拟器，根据太阳电池数量信息和太阳电池电流信息，模拟若干个太阳电池输出电流；

其中，所述动力学仿真计算模块实现为：首先采集卫星上执行机构信息，经过姿态动力学计算，计算出当前卫星姿态信息；然后根据卫星所在轨道和当前卫星姿态信息，得到为太阳在卫星本体坐标系中的方位，即太阳矢量通过太阳电池在卫星的安装信息得到太阳电池法线向量最后，根据公式计算出太阳矢量入射卫星太阳电池的角度θ；太阳电池在卫星的安装信息包括太阳电池片配置数量、太阳电池片安装位置、太阳电池片安装角度，动力学仿真计算模块同时实现若干个太阳电池的角度计算。

2.根据权利要求1所述的太阳电池定姿的皮卫星姿控闭环测试系统，其特征在于：通过输入不同的太阳电池在卫星的安装信息，则得到不同的太阳电池法线向量能够仿真不同的太阳电池片安装配置，为太阳电池定姿方法提供半物理仿真试验依据。

3.根据权利要求2所述的太阳电池定姿的皮卫星姿控闭环测试系统，其特征在于：所述角度与电流换算模块还具备选择环境温度功能，能够满足不同环境温度下的测试需求；通过一组不同的环境温度下的真实物理实验，得到与温度相关的太阳矢量入射卫星太阳电池角度与太阳电池电流信息的一组曲线，并将曲线表格化存储，该组曲线在需要进行温度信息补偿时调用，使用时设定不同的环境温度，角度与电流换算模块根据设定的温度调用该温度相关的曲线，进行角度与电流换算。

4.根据权利要求1所述的太阳电池定姿的皮卫星姿控闭环测试系统，其特征在于：所述太阳电池模拟器有若干个独立电流输出通道，根据需要选择通道，模拟若干个太阳电池；同时太阳电池模拟器还设计有保护电流和保护电压，能够避免地面测试设备过流或过压导致的事故。

5.一种太阳电池定姿的皮卫星姿控闭环测试方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)动力学仿真计算模块采集卫星执行机构信息，进行姿态动力学计算，计算出卫星当前卫星姿态信息，并根据当前卫星轨道信息和若干个卫星太阳电池安装信息，计算得出太阳矢量入射卫星太阳电池的角度；

(2)角度与电流换算模块将太阳矢量入射卫星太阳电池的角度，利用I_L＝I_L0×cosθ计算不同入射角得到一组太阳电池电流的理论值，经过真实物理实验数值进行修正后，将太阳矢量入射卫星太阳电池的角度所对应的太阳电池电流信息曲线表格化存储，通过查表法算出太阳电池电流信息；

(3)太阳电池模拟器根据太阳电池数量信息和太阳电池电流信息，模拟若干个太阳电池输出电流；

(4)卫星电源分系统采集模拟器输出的电流，与数管计算机通讯，数管计算机根据电流大小，算出此时的太阳矢量信息，进而根据太阳矢量进行定姿运算；数管计算机根据算出的姿态信息，按照控制目标，控制卫星执行机构动作。