專利名稱：衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)及故障診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明利用衛(wèi)星在軌數(shù)據(jù)對(duì)太陽(yáng)電池陣電流輸出進(jìn)行預(yù)測(cè)，并給出故障診斷方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，在軌運(yùn)行衛(wèi)星數(shù)量逐年增加。為了保障衛(wèi)星安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，要求及時(shí)發(fā)現(xiàn)在軌衛(wèi)星故障，并做到快速分析與處理。電源是衛(wèi)星關(guān)鍵分系統(tǒng)，供電狀態(tài)異常將會(huì)危及整星正常工作，如果在電源分系統(tǒng)故障預(yù)警、報(bào)警中能發(fā)現(xiàn)異常并及時(shí)處理，可將損失降到最小。目前，太陽(yáng)電池陣輸出電流計(jì)算方法之一是通過(guò)太陽(yáng)電池陣的伏安特性曲線(即I-V曲線)模型求得，但利用太陽(yáng)電池陣伏安特性曲線計(jì)算太陽(yáng)電池陣電流輸出算法比較復(fù)雜，且公式計(jì)算中所用到的太陽(yáng)電池陣紫外損失因子、電流輻照損失因子、電壓輻照損失因子是根據(jù)衛(wèi)星在軌環(huán)境指標(biāo)(如工作壽命、帶電粒子輻照累積通量、軌道高度、紫外輻照情況等)，通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)及查詢文獻(xiàn)確定的，與在軌真實(shí)值差別較大，因此會(huì)帶來(lái)較大的計(jì)算誤差。且上述損失因子估算的是衛(wèi)星壽命末期數(shù)值，因此無(wú)法通過(guò)伏安特性曲線模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出衛(wèi)星在軌壽命期間的太陽(yáng)電池陣輸出電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣衰減因子確定方法，該方法利用在軌數(shù)據(jù)計(jì)算出太陽(yáng)電池陣在真實(shí)空間環(huán)境下的衰減因子，為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)在軌衛(wèi)星壽命過(guò)程中太陽(yáng)電池陣輸出電流提供依據(jù)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)及故障診斷方法，步驟如下(I)根據(jù)確定的衛(wèi)星及太陽(yáng)電池陣參數(shù)，選取長(zhǎng)期負(fù)載工況下的衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣遙測(cè)參數(shù)，獲取衛(wèi)星長(zhǎng)期負(fù)載工況情況下的太陽(yáng)電池陣電流輸出真實(shí)值；(2)根據(jù)壽命初期太陽(yáng)電池陣工作溫度Ttl、衰減因子Ftl和輸出電流Itl、壽命初期太陽(yáng)入射角以及日地距離因子Fstl，計(jì)算壽命初期太陽(yáng)入射角為0°、工作溫度為25°C、日地距離因子為I時(shí)太陽(yáng)電池陣輸出電流Im ；Ibol = I0/ (cos a 0 X Fso X F0) - 3 X (T0_25)(3)根據(jù)壽命初期太陽(yáng)電池陣輸出電流Im以及在軌太陽(yáng)電池陣工作溫度T2、衰減因子F2、日地距離因子Fs2和太陽(yáng)入射角a 2，計(jì)算在軌衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)值I2 ；I2= [IB0L+@ X (T2_25) ] XFs2 XF2 X cos a 2 ;上述，^為電流溫度系數(shù)；(4)計(jì)算太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間差值的絕對(duì)值A(chǔ) I，當(dāng)A I小于單串太陽(yáng)電池電路輸出電流時(shí)，表明衛(wèi)星在軌期間未發(fā)生單串太陽(yáng)電池電路開路失效的異?，F(xiàn)象；當(dāng)A I為單串太陽(yáng)電池電路輸出電流的n倍時(shí)，表明有n串太陽(yáng)電池電路出現(xiàn)開路失效異?，F(xiàn)象，n為自然數(shù)。 所述的在軌太陽(yáng)電池陣衰減因子F2計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)及故障診斷方法，其特征在于步驟如下 (1)根據(jù)確定的衛(wèi)星及太陽(yáng)電池陣參數(shù)，選取長(zhǎng)期負(fù)載工況下的衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣遙測(cè)參數(shù)，獲取衛(wèi)星長(zhǎng)期負(fù)載工況情況下的太陽(yáng)電池陣電流輸出真實(shí)值； (2)根據(jù)壽命初期太陽(yáng)電池陣工作溫度Ttl、衰減因子Ftl和輸出電流Itl、壽命初期太陽(yáng)入射角以及日地距離因子Fstl，計(jì)算壽命初期太陽(yáng)入射角為0°、工作溫度為25°C、日地距離因子為I時(shí)太陽(yáng)電池陣輸出電流Im ; Ibol = \丨(cos a 0 X Fso X F0) - ^ X (T0_25) (3)根據(jù)壽命初期太陽(yáng)電池陣輸出電流Im以及在軌太陽(yáng)電池陣工作溫度T2、衰減因子F2,日地距離因子Fs2和太陽(yáng)入射角a 2，計(jì)算在軌衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)值I2 ； I2 = [Ibol+ 3 X (T2-25) ] X Fs2 X F2 X cos a 2 ； 上述，&為電流溫度系數(shù)； (4)計(jì)算太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間差值的絕對(duì)值△I，當(dāng)△ I小于單串太陽(yáng)電池電路輸出電流時(shí)，表明衛(wèi)星在軌期間未發(fā)生單串太陽(yáng)電池電路開路失效的異?，F(xiàn)象；當(dāng)A I為單串太陽(yáng)電池電路輸出電流的n倍時(shí)，表明有n串太陽(yáng)電池電路出現(xiàn)開路失效異?，F(xiàn)象，n為自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)及故障診斷方法，其特征在于所述的在軌太陽(yáng)電池陣衰減因子F2計(jì)算公式F Ibol +^To —25) V(COSQf2 -Fs2) ^ 2 7BOL +^T2 -25) h 丨(C0S 0 FS。)°
全文摘要
衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)及故障診斷方法，(1)根據(jù)確定的衛(wèi)星及太陽(yáng)電池陣參數(shù)，選取長(zhǎng)期負(fù)載工況下的衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣遙測(cè)參數(shù)，獲取衛(wèi)星長(zhǎng)期負(fù)載工況情況下的太陽(yáng)電池陣電流輸出真實(shí)值；(2)根據(jù)壽命初期太陽(yáng)電池陣工作溫度、衰減因子、輸出電流、太陽(yáng)入射角以及日地距離因子，計(jì)算壽命初期太陽(yáng)入射角為0°、工作溫度為25℃、日地距離因子為1時(shí)太陽(yáng)電池陣輸出電流；(3)根據(jù)壽命初期太陽(yáng)電池陣輸出電流以及在軌太陽(yáng)電池陣工作溫度、衰減因子、日地距離因子和太陽(yáng)入射角，計(jì)算在軌衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)值；(4)計(jì)算太陽(yáng)電池陣電流輸出預(yù)測(cè)值與真實(shí)值之間差值的絕對(duì)值ΔI，根據(jù)ΔI完成衛(wèi)星太陽(yáng)電池陣故障診斷。
文檔編號(hào)G01R31/02GK102749497SQ20121024375
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者劉曉鵬, 吳靜, 左子瑾, 彭梅, 李文東, 王巍巍, 石杰楠, 陳曦 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部