利用健康因子的卫星电池容量估计方法

卫星在轨工作期间,准确估计电池容量对提高电源系统的安全性与可靠性有重要意义。为此,针对电池在工作过程中实际容量难以直接测量的问题,提出一种利用间接健康因子估计电池容量的方法。首先,从锂电池恒压充电模式下的电流数据中提取平均充电电流,将其作为反映电池容量变化的特征参数。在实现了锂电池健康状态表征的基础上,对比分析容量和平均充电电流随着充放电循环周期的变化曲线。然后,讨论了容量和平均充电电流之间的相关性,进而建立了容量估计模型。最后,通过从NASA锂电池数据集中提取容量和平均充电电流,划分训练集和测试集,验证了用该方法估计容量的有效性和准确性。

动态新息GM(1,1)在卫星电池阵功率预测中的应用

根据观测到的历史数据对卫星电池阵输出功率的未来值进行预测 ,可实现对电池阵性能劣化的早期预报 .灰色预测方法的GM(1,1)模型只适合对单调递增或递减时间序列进行预测 ,针对卫星电池阵输出功率具有波动变化的趋势特征 ,采用实时在线的方法 ,建立了动态新息GM (1,1)预测模型 ,经实例预测验证 ,动态新息GM(1,1)模型可明显地提高预测精度 ,并且能对电池阵输出功率的波动变化趋势正确预测 .

双向Elman神经网络在卫星电池阵功率预测中的应用研究

针对神经网络预测电池阵功率存在的模型阶数难以确定及预测精度低下的问题 ,提出一种基于改进的Elman神经网络的双向预测模型。该模型利用关联层动态神经元的反馈连接 ,将未来预测网络和过去预测网络的信息进行融合 ,使网络对时间序列特征信息的记忆得到加强 ,从而提高预测精度。用该文提出的双向预测模型对电池阵功率进行预测 ,输入层仅需一个节点 ,不需事先对模型进行定阶。仿真预测表明 ,预测精度比单向模型明显提高 ,且网络具有较好的泛化能力。

卫星电池舱空调净化系统设计

卫星电池舱空调净化系统具有高压、小流量、低温、洁净、直流等特点。介绍了该特殊系统的设计方案和运行情况。

基于BNN-PF的卫星锂离子电池多工况SOH估计

利用在轨可测参数准确估计卫星锂离子电池的健康状态,对卫星的安全可靠运行至关重要。对于卫星锂离子电池的健康状态估计,性能退化表征和评估都需要适应多种工况。针对卫星锂离子电池在多种工况下,模型和数据中的不确定性带来的表征参数的有效性和评估结果的可靠性不足的问题,本文提出了一种基于BNN-PF的概率性健康状态估计方法。从卫星锂离子电池充电过程的可测参数中提取不同的健康因子来表征性能退化,将排列熵与主成分分析法相结合,提高特征对不同任务的适应能力。在此基础上,采用贝叶斯神经网络估计锂离子电池的健康状态并量化不确定性,基于粒子滤波算法融合经验模型得到的不确定性,进一步增强了所提方法对多工况的适应性。实验结果表明,本文所提方法对多工况下的卫星锂离子电池健康状态估计具有良好的适应性和通用性。交叉验证试验结果显示,最大估计误差小于0.01,且多数结果的估计区间覆盖率大于0.95,表明方法在空间应用场景下具有良好的前景。

卫星太阳能电池阵破损自动检测系统的研究

介绍了国内首次研制的卫星太阳能电池阵破损自动检测系统的检测原理、系统结构与设计及现场试用结果。系统采用专用照明系统,电池阵列经光学系统清晰成像至CCD传感器上,经信号放大、A/D转换后输入计算机管理和控制系统。图像传感探头自动扫描整块电池板,并由距离传感器控制,始终保持采集图像清晰。利用特有的系统控制和检测软件,处理每幅电池图像信息,检测结果通过列表形式给出损伤电池的位置、破损类型、破损度等参数。现场试验结果表明:该系统的检出率达98.5%以上,检测速度为每分钟20片电池,达到了快速、高精度、自动化检测太阳能电池阵的使用要求。

卫星太阳电池阵在板展开阶段的撞击特性研究

研究了卫星太阳电池阵在板展开阶段的撞击特性，导出了撞击阶段柔性多体系统的动力学方程，介绍了撞击力的计算方法．计算了太阳电池阵在撞击阶段的撞击力和一些特殊节点的加速度的变化规律．计算结果表明，各点的撞击力在不同的时刻达到峰值，说明柔性板在撞击时发生了扭转，此外还发现靠近撞击处的节点的加速度在撞击瞬时比其它节点大，通过冲击波的传播引起外侧板的边界上节点的加速度不断上下振动，可以解释外侧帆板在撞击后上下、左右摆动的现象．

卫星太阳能电池板热设计参数的灵敏度分析

由于卫星在生产和运行中一些不确定因素的影响,卫星热设计参数难以精确确定,从而影响卫星热设计的结果。该文利用系统灵敏度理论,对卫星热设计问题进行了分析,导出了卫星热设计系统的灵敏度方程,并以太阳能电池板的热设计为例,对系统的灵敏度方程进行了求解,分析了各参数的灵敏度,为太阳能电池板热设计中结构及物性参数的确定提供了依据,为太阳能电池板热设计的可靠性验证以及卫星运行可靠性提供了分析方法。将参数分析方法应用于卫星的热设计和热分析中,可提高卫星热设计和热分析的效率。

卫星太阳电池阵的刚-柔耦合动力学

研究了卫星太阳电池阵在多点撞击过程中的刚-柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单向递推组集方法,建立了柔性多体系统的动力学模型.用Hertz撞击法则建立了撞击力和撞击处的局部变形关系,分别用刚体模型和柔性体模型仿真计算了太阳电池阵的撞击力、撞击时间,揭示了变形运动和大范围运动的相互耦合作用.

瑞典FREJA卫星镉镍电池组的设计与飞行试验

简要介绍瑞典ＦＲＥＪＡ卫星上的镉镍电池组的研制和设计情况，给出了设计指标和飞行试验的遥测数据。飞行试验表明，该电池组满足了设计要求，且热设计合理。

卫星太阳电池阵研制标准体系建设及与国外ECSS对标分析

近几年卫星在地面试验中以及在轨运行中出现多次太阳电池阵相关的异常问题,通过对地面试验和在轨数据的分析,确认属于频繁高发的同一类型质量问题。分析其原因主要由于新技术、工艺条件发生变化,而相关的太阳电池阵设计标准、地面试验验证手段没有适应该变化,导致出现异常。本文针对卫星太阳电池阵研制标准体系建设开展研究,对国外ECSS(欧洲空间标准化合作组织)卫星太阳电池阵研制标准进行对标分析。重点研究标准体系在太阳电池阵、结构机构、太阳电池电路以及太阳电池片的设计、生产、装配、测试、验收标准的制定和应用;对太阳电池板研制标准体系进行分析研究,为后续太阳电池阵的研制过程及试验提供参考,对确保卫星安全可靠供电,圆满完成飞行任务具有重要意义。

基于RVM的卫星蓄电池性能退化建模

由于工作环境的特殊性,传统的基于物理退化的建模方法无法建立精确的卫星蓄电池性能退化模型。因此,在卫星蓄电池失效物理分析的基础上,提出了一种基于相关向量机回归的建模方法。介绍了相关向量机的基本原理,详细推导了相关向量机回归建模过程,并结合卫星蓄电池测试数据,进行了实例建模。结果显示,模型具有良好的准确性和稀疏性。

高轨卫星用锂电池地面恒流和恒压充电技术

为了解决高轨卫星锂电池地面充电问题,从充电需求着手,提出一种基于恒流和恒压方式的阶梯式降电流充电方法,并设计了自主充电软件。该软件已在某高轨卫星测试中应用,135 Ah电池组充满耗时约10 h,温升小于8℃。应用结果表明,采用阶梯式降电流充电方法能安全有效实现卫星用锂电池地面充电,并可推广应用。

一种基于聚类的卫星太阳电池阵衰减估计方法

针对资源卫星的太阳电池阵输出功率衰减问题,基于影响太阳电池阵输出功率的因素和卫星地面站所能接收到的相关遥测数据,提出了一种基于聚类的卫星太阳电池阵衰减评估方法,通过聚类方法寻找电池阵发电同状态点,利用周期识别消除电池阵电流周期性影响的解决方案,建立了周期补偿和功率衰减因子估计模型,并结合实际工程数据进行了衰减估计。通过把所提出的方法对某在轨资源卫星的太阳电池阵衰减进行评估,发现该卫星的太阳电池阵的年衰减率约1.425%,其结果与文献[11,15]等对太阳同步轨道卫星太阳电池阵衰减约为1.5%相一致。该方法有效克服了现有方法必须依赖长期数据才能进行衰减评估的不足,可应用于在轨卫星电源系统的健康状态管理等辅助决策,对于提供卫星的使用效益具有重要参考价值。

卫星太阳电池阵模态参数计算的半解析方法

基于传递函数方法的基本理论 ,针对某型号卫星太阳电池阵的特殊结构形式 ,通过将太阳电池阵基板划分为条形单元 ,将基板间连接铰链副简化为均匀梁单元 ,并利用条形单元与梁单元公共结点间位移连续与力平衡条件 ,建立了卫星太阳电池阵动力学特性分析的半解析计算模型。计算得到了某型号卫星太阳电池阵单块基板和多块组合基板的模态参数值 。

砷化镓太阳电池技术的进展与前景

介绍了砷化镓 (GaAs)太阳电池的特点 ,并比较了液相外延 (LPE)和金属有机物化学气相沉积(MOCVD)两种外延生长技术。叙述了国外单结、双结与三结GaAs太阳电池的结构、性能、研制及生产情况 ,分析了GaAs太阳电池的发展方向。最后根据国内GaAs太阳电池的研制进展和空间试用情况 。

卫星太阳电池阵为卫星仪器设备成功供电

由坐落于我市的中国电子科技集团公司第十八研究所承担的“TC-1、TC-2卫星太阳电池阵研制”项目日前完成。该产品在继承了以往太阳电池成功设计经验的基础上，在太阳阵表面静电洁净度和磁洁净度方面都进行了创新，其中首次将ITO膜技术应用于卫星工程中，达到了星表任意两点间的电位差最大不超过±1V的静电洁净度指标。此外，通过合理的电路布局和电缆线安装方式，使太阳电池阵的剩磁达到了欧空局专家提出的要求，

基于S4R的卫星一次电源全故障仿真平台研究

基于串联型顺序开关分流调节器(S4R)功率调节技术,针对卫星一次电源可能出现的所有故障,建立了仿真平台。该平台的建立克服了现有仿真平台无法仿真故障的不足,是辅助电源设计、故障复现及可靠性测试的有力手段。首先,参考大量文献数据,对故障类别进行分析汇总;然后,在Matlab/Simulink下搭建卫星电源故障仿真平台,并利用MatlabGUI作为操作界面;最后进行仿真验证,结果表明该平台可根据故障发生部位及注入量的大小正确反映出故障输出结果。

国外宇航机构太阳电池阵研制标准及试验验证体系概述

近几年卫星在轨出现多次太阳电池阵输出电流减小的异常问题,通过对在轨数据的分析确认是近期频繁高发的同一类型质量问题,主要由于一段时间技术、工艺条件发生变化,而地面试验验证手段没有适应该变化,导致出现异常。针对卫星太阳电池阵研制标准及其验证试验开展研究,对国外卫星太阳电池阵在研制阶段完成的试验进行分析。重点研究太阳电池片的生产、鉴定测试和试验;太阳电池板的生产和鉴定过程中完成的测试和试验;以及对太阳电池板装配成翼后进行的测试和试验验证体系进行调研与分析研究,并与国内卫星太阳电池阵研制过程的各项试验开展对比分析,为后续太阳电池阵的研制过程试验提供参考。

新型金属氢化物电池

新型金属氢化物电池金属氢化物是令人惊奇的。由镍、镧混合物制成的粉末可以在达到室温和常压下贮存大量氢。科学家们已经开始在一些产品，如膝上计算机用的镍金属氢化物电池中使用它们。新泽西州林伍德市的一家新公司厄尔根尼克斯更进了一步，计划将金属氢化物用于一系列...