【摘要】：隨著航天技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用的拓展,航天器的負(fù)載特性呈現(xiàn)多樣化的趨勢。多載荷綜合化衛(wèi)星,其有效載荷負(fù)載工作模式不僅包括了以往的穩(wěn)定的直流母線負(fù)載還要適應(yīng)于脈沖負(fù)載的工作情況,其瞬時功率可達(dá)到數(shù)十千瓦,大功率高頻脈沖負(fù)載還對直流輸入端及直流母線產(chǎn)生沖擊影響、嚴(yán)重縮短供電系統(tǒng)的壽命。為了滿足新型的多重載荷工況,對直流母線的動態(tài)響應(yīng)提出了新的要求。衛(wèi)星的電源系統(tǒng)的質(zhì)量為整個衛(wèi)星質(zhì)量的33%,電源控制器重量的增大,會導(dǎo)致整個衛(wèi)星質(zhì)量的增大。本文基于一體化電源系統(tǒng)引入了一個獨(dú)立可控的超級電容進(jìn)行拓?fù)涞难茏?提出了一種新的拓?fù)?命名為高動態(tài)響應(yīng)3BR(Boost Bidirectional-Buck Regulator)。為了提高一體化拓?fù)涞膭討B(tài)響應(yīng)。討論了將超級電容引入拓?fù)涔ぷ鞯娜N方式。本文細(xì)致分析了超級電容直接與蓄電池混用,與母線隔離使用和通過雙向DC/DC與蓄電池連接使用的不同方式對于整個變換器動態(tài)響應(yīng)和功率密度的影響,并采取第三種方式為本文的研究重點(diǎn)。基于能量的角度確定了拓?fù)涞墓ぷ鳡顟B(tài)和基本框架,再理論分析的角度進(jìn)行了拓?fù)涞难茏?分析了其直流增益關(guān)系。對于這種新型的拓?fù)湫枰环N有效的控制方式,本文提出了一種基于超級電容端電壓作為控制信號的三域控制方式。實現(xiàn)了太陽能電池,超級電容和蓄電中的能量與母線端的自由流動的控制�；谕�?fù)涞目刂撇呗赃M(jìn)行了小信號建模。在Simplis軟件中搭建了高動態(tài)響應(yīng)3BR的仿真模型,并進(jìn)行了仿真驗證,根據(jù)掃頻的Bode圖,進(jìn)行環(huán)路校正并設(shè)計合理的校正網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。并搭建了1.3k W的實驗樣機(jī),實驗驗證了高動態(tài)響應(yīng)3BR和它的控制策略的可行性與高效性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM46

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本文編號：2588567