[发明专利]卫星太阳电池阵电流输出预测及故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明利用卫星在轨数据对太阳电池阵电流输出进行预测，并给出故障诊断方法。

背景技术

随着我国航天事业的发展，在轨运行卫星数量逐年增加。为了保障卫星安全、稳定的运行，要求及时发现在轨卫星故障，并做到快速分析与处理。电源是卫星关键分系统，供电状态异常将会危及整星正常工作，如果在电源分系统故障预警、报警中能发现异常并及时处理，可将损失降到最小。

目前，太阳电池阵输出电流计算方法之一是通过太阳电池阵的伏安特性曲线(即I-V曲线)模型求得，但利用太阳电池阵伏安特性曲线计算太阳电池阵电流输出算法比较复杂，且公式计算中所用到的太阳电池阵紫外损失因子、电流辐照损失因子、电压辐照损失因子是根据卫星在轨环境指标(如工作寿命、带电粒子辐照累积通量、轨道高度、紫外辐照情况等)，通过相关试验及查询文献确定的，与在轨真实值差别较大，因此会带来较大的计算误差。且上述损失因子估算的是卫星寿命末期数值，因此无法通过伏安特性曲线模型准确预测出卫星在轨寿命期间的太阳电池阵输出电流。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种卫星太阳电池阵衰减因子确定方法，该方法利用在轨数据计算出太阳电池阵在真实空间环境下的衰减因子，为准确预测在轨卫星寿命过程中太阳电池阵输出电流提供依据。

本发明的技术解决方案是：卫星太阳电池阵电流输出预测及故障诊断方法，步骤如下：

(1)根据确定的卫星及太阳电池阵参数，选取长期负载工况下的卫星太阳电池阵遥测参数，获取卫星长期负载工况情况下的太阳电池阵电流输出真实值；

(2)根据寿命初期太阳电池阵工作温度T₀、衰减因子F₀和输出电流I₀、寿命初期太阳入射角α₀以及日地距离因子F_S0，计算寿命初期太阳入射角为0°、工作温度为25℃、日地距离因子为1时太阳电池阵输出电流I_BOL；

I_BOL＝I₀/(cosα₀×F_S0×F₀)-β×(T₀-25)

(3)根据寿命初期太阳电池阵输出电流I_BOL以及在轨太阳电池阵工作温度T₂、衰减因子F₂、日地距离因子F_S2和太阳入射角α₂，计算在轨卫星太阳电池阵电流输出预测值I₂；

I₂＝[I_BOL+β×(T₂-25)]×F_S2×F₂×cosα₂；

上述，β为电流温度系数；

(4)计算太阳电池阵电流输出预测值与真实值之间差值的绝对值ΔI，当ΔI小于单串太阳电池电路输出电流时，表明卫星在轨期间未发生单串太阳电池电路开路失效的异常现象；当ΔI为单串太阳电池电路输出电流的n倍时，表明有n串太阳电池电路出现开路失效异常现象，n为自然数。

所述的在轨太阳电池阵衰减因子F₂计算公式：