基于Saber仿真的衛(wèi)星電源電路分析與優(yōu)化研究.pdf

1、基于Saber仿真的衛(wèi)星電源電路分析與優(yōu)化研究TheCircuitAnalysesandOptimalResearchStudyofSateUitePowerBasedonSaberSimulation學(xué)科專業(yè)：控制科學(xué)與工程研究生：王偉指導(dǎo)教師：李冬輝教授天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院二零L五年十二月一奄一直年T一月摘要針對(duì)航天衛(wèi)星在太空軌道上運(yùn)行與執(zhí)行任務(wù)時(shí)所處環(huán)境較為惡劣，衛(wèi)星電源控制器(PCU，Po、ⅣerConditionUIl

2、it)必須具備高可靠性、穩(wěn)定性、高壽命等要求，本文提出基于Saber電路進(jìn)行對(duì)電源控制電路中分流模塊進(jìn)行參數(shù)控制設(shè)計(jì)與對(duì)放電控制電路實(shí)施穩(wěn)健設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)電路的搭建與分析、建模與電路控制優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了擁有高性能、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及穩(wěn)健的可靠性的控制電路，并針對(duì)某些結(jié)構(gòu)試驗(yàn)分析，驗(yàn)證了衛(wèi)星電源電路的可靠性。一方面，對(duì)兩種架構(gòu)分流與充電部分進(jìn)行電路分析與仿真優(yōu)化。首先，通過(guò)對(duì)比分析配置方案，選取42V母線電壓對(duì)輸出母線進(jìn)行全域調(diào)節(jié)。其次，對(duì)順序開(kāi)關(guān)

3、分流調(diào)節(jié)(SequentialS淅tc№gShuntRe叫ator，S3R)、串聯(lián)順序開(kāi)關(guān)分流調(diào)節(jié)器(SequentialS誦tc№gShumSeriesRegmator，S4R)電路原理分析以及電流搭建，尤其是對(duì)S3R架構(gòu)的參數(shù)確定法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)Saber仿真驗(yàn)證了優(yōu)化后的母線電壓能保持在4205V，BCR模塊能在輸入電壓為41~43V范圍內(nèi)時(shí)候，輸出電壓保持在3503V的恒壓充電。最后，對(duì)S4R進(jìn)行原理分析與充電探究，為將來(lái)S

4、4R的研究提供研究方向與研究意義。另一方面，對(duì)共有的放電調(diào)節(jié)(Ba_艙巧DischargeRe鰣ator，BDR)進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)與優(yōu)化仿真。第一，通過(guò)對(duì)常見(jiàn)衛(wèi)星電源升壓主拓補(bǔ)電路進(jìn)行對(duì)比，采用高效率的HEBoost主拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)用于衛(wèi)星控制器的放電模塊；第二，鑒于國(guó)內(nèi)外對(duì)該主拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)的研究較少，本文從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，主要針對(duì)該模塊進(jìn)行電路的搭建、小信號(hào)建模分析；第三，通對(duì)電路進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)模塊電路進(jìn)行控制設(shè)計(jì)；第四，借助Saber軟件