[发明专利]一种卫星电源系统行为级建模仿真系统

说明书

本发明公开了一种卫星电源系统行为级建模仿真系统，该系统包括：太阳能电池阵模块、有序分流开关调节器模块、电池充电调节器模块、电池放电调节器模块、蓄电池模块、主误差放大器，太阳能电池阵模块与有序分流开关调节器模块连接，有序分流开关调节器模块的输出端，电池充电调节器模、负载、主误差放大器的输入端以及电池放电调节器模块的输出端均连接在母线上，各模块根据对应的器件输入和输出之间的关系曲线进行功能模拟，在保证仿真准确性基础上，大大提高仿真时效性。

技术领域

本发明涉及一种卫星电源系统建模仿真系统，尤其涉及一种系统行为级建模仿真系统，可用于对卫星功率整体能量平衡进行快速仿真。属于卫星电源控制与管理技术领域。

背景技术

随着卫星电源技术的发展，卫星电源的仿真技术尤为重要，通过对空间环境、太阳能发电设备、控制器及负载功率的情况进行模拟分析，搭建不同架构的卫星电源，在通过仿真分析获取电源系统在轨器件的能量平衡状态，及早地发现卫星电源系统在设计初期存在的缺陷，同时，实现对卫星电源系统设计时，能量冗余空间能较为准确地控制，降低卫星的能源成本。

目前的卫星电源仿真分析软件一般采用电路级进行搭建，基本组成单元为电阻、电容及电感等基本元件，由于卫星电源系统是有多个模块电源进行组合控制实现整体系统功能，每个电源模块都是开关电源，一般开关频率都要高于100kHz，若在电路级同时对如此多的开关电源模块进行仿真分析，很难满足大系统的仿真时效要求，对于大系统的长周期仿真要求很难满足。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，针对大系统的长周期仿真时效性低问题，提供一种卫星电源系统行为级建模仿真系统，在保证仿真准确性基础上，大大提高仿真时效性。

本发明的技术解决方案是：一种卫星电源系统行为级建模仿真系统，该系统包括太阳能电池阵模块、有序分流开关调节器模块、电池充电调节器模块、电池放电调节器模块、电池模块、主误差放大器、负载，太阳能电池阵模块与有序分流开关调节器模块连接，有序分流开关调节器模块的输出端，电池充电调节器模块、负载、主误差放大器的输入端以及电池放电调节器模块的输出端均连接在母线上，其中：

太阳能电池阵模块，模拟卫星太阳能电池阵，输出太阳能电池电流至有序分流开关调节器模块；

有序分流开关调节器模块，模拟分流调节器的功能，根据控制电压V_mea的大小，将太阳能电池阵模块输入的电流分流或者输出至母线；

电池充电调节器模块，模拟电池充电调节器的功能，根据控制电压V_mea大小，输出相应的充电电流至电池模块；

电池放电调节器模块，模拟电池放电调节器的功能，根据控制电压V_mea的大小，输出相应的放电电流至母线上；

蓄电池模块，模拟蓄电池的功能，充电时，接收充电电流，进行充电；放电时，输出蓄电池电流至电池放电调节器模块；

主误差放大器，将外部输入的卫星电源系统实际的母线电压与参考值的误差作为控制电压V_mea输出至有序分流开关调节器模块、电池充电调节器模块和电池放电调节器模块。

所述有序分流开关调节器模块的具体实现为：

当控制电压V_mea高于分流开关调节域最大分流参考电压V_ref1时，工作在分流工作状态，将太阳能电池阵模块输出的电流泄放掉；当控制电压V_mea小于分流开关调节域最小分流参考电压V_ref2时，工作在输出工作状态，将收到的太阳能电池电流输出至母线；当控制电压V_mea位于分流开关调节域最小分流参考电压V_ref2和最大分流参考电压V_ref₁之间时，保持上一个工作状态不变。