[发明专利]一种光学成像类小卫星功耗预算与能源平衡分析方法

权利要求书

1.一种光学成像类小卫星功耗预算与能源平衡分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、卫星功耗预算；

给定待设计的光学成像类小卫星，根据设计任务需求给定卫星的轨道周期T₀；针对给定的光学成像类小卫星，用户自定义卫星的各种工作模式，并且定义各种工作模式下，卫星上的各耗能设备的工作状态以及各单个工作模式下卫星的工作时间；接下来根据用户输入的卫星的各种工作模式以及各工作模式下卫星的工作时间，计算输出卫星的各种工作模式下的卫星功耗值，包括稳态常值功耗、峰值功耗、用户自定义的卫星功耗、卫星的单轨总能耗；其中在用户自定义的所有卫星工作模式中，选取工作时间最长的卫星工作模式下对应的卫星功耗值，假设为P_w，作为稳态常值功耗；

第二步，卫星能量平衡分析与电源系统分析；即计算太阳电池阵单轨能量、太阳电池阵功率、太阳电池阵有效面积、太阳电池阵设计面积以及蓄电池的能量需求，并进行对应的太阳电池阵和蓄电池的选型；

设已知卫星平均受晒时间为T_s，电-化转换效率百分比为η_dh，光-电转换效率百分比为η_gd，太阳电池阵效率百分比为η_p，太阳能量密度Q，能量裕度百分比x，电池阵布片效率百分比η_b，蓄电池放电效率百分比η_c，蓄电池放电深度百分比η_d；

则有：

太阳电池阵单轨最小能量E_p为：

E_p＝E_w/η_dh/η_gd (3)

太阳电池阵最小功率P_p为：

P_p＝E_p/(T_s/3600) (4)

太阳电池阵最小有效面积S_E为：

S_E＝P_p/η_p/Q (5)

太阳电池阵最小设计面积S_d为：

S_d＝S_E/η_b (6)

考虑裕量后太阳电池阵设计面积S_d2为：

S_d2＝S_d·(1+x) (7)

考虑裕量后太阳电池阵有效面积S_E2为：

S_E2＝S_d2·η_b (8)

考虑裕量后太阳电池阵功率P_p2为：

P_p2＝S_E2·η_p·Q (9)

考虑裕量后太阳电池阵单轨能量E_p2为：

E_p2＝P_p2·(T_s/3600) (10)

锂电池组的能量需求E_b为：

E_b＝E_w/η_c/η_d (11)

其中E_w为卫星单轨总能耗；

蓄电池选型由用户根据母线电压V，按照锂电池组的能量需求E_b，对输出蓄电池组的容量E_b/V取整即为合适的蓄电池型号，选型为按照每10Ah一档进位选择。