[发明专利]一种飞行事件驱动的上面级卫星组合体供电能力验证系统及方法

说明书

本发明涉及一种飞行事件驱动的上面级卫星组合体供电能力验证系统，包括上位机、直流稳压电源和太阳电池模拟器。上位机用于采集直流稳压电源的输出电流I_out和输出电压U_out，太阳电池模拟器的开路电压U_oc、短路电流I_sc、最大功率点的输出电压U_maxpower和电流I_maxpower，上面级的初始电量Q₀，卫星的母线电压U_bus，卫星蓄电池的输出电压U_out2，卫星的自旋角速度ω，上面级卫星组合体的分离信号，采集卫星太阳翼的展开信号；直流稳压电源用于模拟上面级为卫星供电；太阳电池模拟器用于模拟太阳电池阵为卫星供电。

技术领域

本发明属于上面级卫星组合体供电能力验证领域，涉及一种飞行事件驱动的上面级卫星组合体供电能力验证系统及方法，适用于上面级卫星组合体的地面测试。

背景技术

上面级是在运载火箭基础级上增加的相对独立的一级运载器，可实现一箭多星发射和直接入轨。一般卫星在与火箭分离后，短时间内会展开太阳翼，由太阳电池阵为卫星供电。但对于上面级直接入轨的卫星，由于上面级与卫星组合体的主动段飞行时间较长，且无法展开太阳翼，卫星蓄电池不能提供足够的能源，需要由上面级在主动段为卫星供电。当上面级卫星组合体未分离时，若上面级供电能力充足，则由上面级供电，若上面级供电能力不足，则由卫星蓄电池供电；当上面级卫星组合体已分离时，若太阳翼未展开，则由卫星蓄电池供电，若太阳翼已展开，则由太阳电池阵供电。组合体主动段的并网供电关系较复杂，供电故障可能导致卫星不能正常入轨，严重威胁发射任务的可靠性。因此，亟需验证上面级卫星组合体的主动段供电能力。

在上面级卫星组合体的地面测试中，组合体供电能力验证系统可验证主动段上面级的供电能力是否可以满足卫星的用电需求；当上面级供电能力不足时，还可判断卫星蓄电池的电量是否满足剩余的用电需求，完整的实现了组合体供电能力的验证。

目前，卫星地面测试系统通常仅考虑卫星本身的供电能力验证，未考虑上面级卫星组合体主动段飞行时，供电能力的验证问题，无法验证上面级的供电能力是否可以满足卫星的用电需求；当上面级供电能力不足时，也无法判断卫星蓄电池的电量是否满足剩余的用电需求。若卫星地面测试系统未发现组合体供电能力问题，导致组合体飞行期间发生掉电故障，可能导致飞行任务失败。因此，上面级卫星组合体供电能力验证系统对于航天技术的发展和保证卫星的供电安全十分必要。

发明内容

本发明的技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提出一种飞行事件驱动的上面级卫星组合体供电能力验证系统及方法，采用直流稳压电源模拟上面级为卫星供电，采用太阳电池模拟器模拟太阳电池阵为卫星供电。当上面级卫星组合体未分离时，若上面级供电能力充足，则由直流稳压电源模拟上面级供电，若上面级供电能力不足，则由卫星蓄电池供电；当上面级卫星组合体已分离时，若太阳翼未展开，则由卫星蓄电池供电，若太阳翼已展开，则由太阳电池模拟器模拟太阳电池阵供电。通过卫星蓄电池的输出电压，并计算上面级的输出电压、剩余电量，验证组合体供电能力是否满足卫星的用电需求，当上面级供电能力不足时，还可判断卫星蓄电池的电量是否满足剩余的用电需求。

本发明的技术解决方案是：

一种飞行事件驱动的上面级卫星组合体供电能力验证系统，该系统包括上位机、直流稳压电源和太阳电池模拟器；