發(fā)布時(shí)間：2021-09-01 16:53

　　衛(wèi)星電源系統(tǒng)是衛(wèi)星的唯一能量來(lái)源,同時(shí)也是非常容易出現(xiàn)故障的分系統(tǒng)中之一,通過(guò)有效的故障診斷技術(shù)以提高對(duì)其的維修和維護(hù)能力一直是衛(wèi)星電源領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。一方面,由于經(jīng)濟(jì)性、可重復(fù)性等原因,針對(duì)衛(wèi)星電源的故障診斷研究大多采用仿真手段;同時(shí),由于衛(wèi)星電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、擁有大量遙測(cè)數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的故障診斷方法逐漸取代基于模型的而成為一個(gè)重要研究方向�；诖�,本文以地球同步軌道衛(wèi)星（Geosynchronous Satellite,GEO）的電源分系統(tǒng)作為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的數(shù)學(xué)建模和故障仿真,并利用基于深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)故障診斷方法對(duì)其典型故障模式進(jìn)行診斷。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括:首先在掌握GEO衛(wèi)星電源分系統(tǒng)工作模式的基礎(chǔ)上,選擇合適的拓?fù)浠窘Y(jié)構(gòu),確定各模塊（包括蓄電池組、太陽(yáng)電池陣、以及各種電源控制器）的基本構(gòu)成。根據(jù)設(shè)定的仿真系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)對(duì)各模塊進(jìn)行建模,通過(guò)對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模并搭建仿真模型,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的仿真并進(jìn)行分析;其次對(duì)衛(wèi)星電源系統(tǒng)故障中的典型模式進(jìn)行總結(jié),通過(guò)靈活的故障注入方式實(shí)現(xiàn)過(guò)程可控可重復(fù)的故障仿真并對(duì)反映系統(tǒng)狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和采集;最后基于得到的監(jiān)測(cè)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

太陽(yáng)電池陣電路故障仿真結(jié)果

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-43-(c)分流電流圖3-4分流調(diào)節(jié)器持續(xù)分流故障仿真結(jié)果結(jié)果分析：當(dāng)衛(wèi)星電源系統(tǒng)出現(xiàn)持續(xù)分流（部分電路持續(xù)分流，并沒(méi)有完全失效）故障時(shí)，從能量的角度來(lái)分析，本來(lái)應(yīng)該傳輸至負(fù)載的有用功率被分流調(diào)節(jié)器消耗掉，導(dǎo)致流向母線(xiàn)的電流降低。同時(shí)由于負(fù)載功率不變，母線(xiàn)電壓異常升高。（2）分流調(diào)節(jié)器無(wú)法分流故障。類(lèi)似地，無(wú)法分流故障往往是部分分流電路無(wú)法分流，而不是完全失去分流功能。通過(guò)將正常工作狀態(tài)下的分流電流的較大值減少1.8A、較小值保持不變來(lái)模擬部分分流電路出現(xiàn)無(wú)法分流故障。仿真設(shè)置與前文保持一致，得到最終的仿真結(jié)果在圖3-5中給出。(a)母線(xiàn)電流(b)母線(xiàn)電壓

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-44-(c)分流電流圖3-5分流調(diào)節(jié)器無(wú)法分流故障仿真結(jié)果結(jié)果分析：當(dāng)衛(wèi)星電源系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)法分流（部分無(wú)法分流，并沒(méi)有完全失效）故障時(shí)，從能量的角度來(lái)分析，本來(lái)應(yīng)該被分走的多于功率無(wú)法被分流調(diào)節(jié)器耗散掉，導(dǎo)致多余的電流流向母線(xiàn)，母線(xiàn)電流異常升高，同時(shí)由于負(fù)載功率保持不變，母線(xiàn)電壓出現(xiàn)異常降低。3.5充電調(diào)節(jié)器故障仿真3.5.1充電調(diào)節(jié)器典型故障模式總結(jié)充電調(diào)節(jié)器的典型故障模式總結(jié)如表3-4所示。表3-4充電調(diào)節(jié)器典型故障模式故障模式故障原因故障類(lèi)型造成后果無(wú)法充電充電回路開(kāi)路故障充電回路短路故障控制信號(hào)異常突變故障蓄電池組在地影期的供電能力下降，壽命受到影響；衛(wèi)星在地影期不再有能量來(lái)源，導(dǎo)致任務(wù)失敗。充滿(mǎn)無(wú)法斷開(kāi)傳感器故障信號(hào)傳遞異常突變故障蓄電池組會(huì)被過(guò)充至額定電量以上，影響其使用壽命；蓄電池組被過(guò)度充電，其內(nèi)部溫度劇烈升高，有產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)�；诒�3-4對(duì)每種故障模式進(jìn)行具體說(shuō)明：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]航天器太陽(yáng)電池陣遮擋影響及電源系統(tǒng)仿真優(yōu)化方法研究[D]. 楊煬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于模型的故障診斷方法研究及在航天中的應(yīng)用[D]. 邵繼業(yè).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]衛(wèi)星電源系統(tǒng)故障診斷平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張依.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于CLIPS的衛(wèi)星電源故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)[D]. 王明遠(yuǎn).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]衛(wèi)星一次電源系統(tǒng)的故障仿真及診斷[D]. 肖柳青.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]S4R型衛(wèi)星電源系統(tǒng)的仿真與控制技術(shù)研究[D]. 吳偉.南京航空航天大學(xué) 2016
[5]基于Saber仿真的衛(wèi)星電源電路分析與優(yōu)化研究[D]. 王偉.天津大學(xué) 2016
[6]衛(wèi)星電源系統(tǒng)的故障仿真及診斷[D]. 劉麗霞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[7]衛(wèi)星電源放電電路仿真分析與優(yōu)化研究[D]. 王雯淇.天津大學(xué) 2014
[8]衛(wèi)星電源控制系統(tǒng)仿真技術(shù)研究[D]. 傅江太.湘潭大學(xué) 2013
[9]衛(wèi)星電源半物理仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 施嘉昊.復(fù)旦大學(xué) 2013
[10]基于分層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星故障診斷技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 高陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



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