[发明专利]太阳能电池阵输出功率衰减的预测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种太阳能电池阵输出功率衰减的预测方法及装置。

背景技术

太阳电池阵是在轨卫星的主要能量来源，其输出功率在很大程度上决定了卫星的使用价值。在卫星整个生命周期，卫星负载对功率的需求变化较小，但是太阳电池阵输出功率不断衰减；在卫星寿命初期、中期时，卫星负载对功率的需求小于太阳电池阵输出功率，可以保持卫星的功率平衡；然而当卫星处于寿命末期时，太阳电池阵输出功率衰减较大，可能会影响卫星的正常运行。但是目前还没有一种方法能够实时预测太阳能电池阵输出功率衰减，以为卫星的设计和在轨控制管理提供参考。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种太阳能电池阵输出功率衰减的预测方法及装置，用以解决现有技术中不能实时预测太阳能电池阵输出功率衰减的问题。

本发明主要是通过以下技术方案实现的：

一种太阳能电池阵输出功率衰减的预测方法，该预测方法包括：

通过P＝V×I＝P₀×J×cos(θ)×η预测太阳能电池阵输出功率衰减，其中，V、I分别表示太阳电池阵的工作电压和工作电流；P表示太阳电池阵在轨工作输出功率；P₀表示太阳电池阵的理论最大输出功率；J表示太阳光强系数；θ表示太阳入射角；η表示衰减因子；并通过轨道分析计算得到太阳光强系数J，通过卫星运行轨道信息和太阳电池阵姿态信息计算获得太阳入射角θ，并通过分析在轨卫星遥测参数数据方法获得衰减因子η。

优选地，所述太阳光强系数t表示太阳电池阵在轨的天数，J₀表示卫星所在轨道标准光强，T₀表示航天器进入太空的初始日期与同年近日点的天数差，α表示卫星运行时太阳光强的变化系数，在近日点附近，太阳光强系数较大，远日点附近，太阳光强系数较小，太阳光强系数为年周期变化。

优选地，所述太阳入射角其中，t表示太阳电池阵在轨的天数，θ₀表示南北回归线所在纬度值，T₀表示航天器进入太空的初始日期与同年近日点的天数差，β₀表示常量，值为101。

优选地，所述衰减因子t表示太阳电池阵在轨的天数，ξ表示太阳电池阵最大衰减因子，σ表示太阳电池阵随时间的衰减的速率。

优选地，太阳能电池阵输出功率衰减预测的公式为：

其中，t表示太阳电池阵在轨的天数，ξ表示太阳电池阵最大衰减因子，σ表示太阳电池阵随时间的衰减的速率，J₀表示卫星所在轨道标准光强，T₀表示航天器进入太空的初始日期与同年近日点的天数差，α表示卫星运行时太阳光强的变化系数，在近日点附近，太阳光强系数较大，远日点附近，太阳光强系数较小，太阳光强系数为年周期变化，θ₀表示南北回归线所在纬度值，β₀表示常量，值为101。

通过粒子滤波法根据观测值实时调整太阳光强系数J、太阳入射角θ和衰减因子η状态更新的值，并带入上式预测太阳能电池阵输出功率衰减的步骤具体包括：

设置太阳电池阵最大衰减因子ξ、太阳电池阵随时间的衰减的速率σ的初始值分别为ξ₀、σ₀，i为时间点的模型参数更新值分别为ξ_i+1、σ_i+1；过程噪声、观测噪声分别服从正态分布n_p～N(0,s_p)、n_m～N(0,s_m)，j为粒子个数，粒子个数设置为l，i时间点的输出功率实际测量值、预测值、导数分别为P_i、dP_i/dt，