绳系太阳能发电卫星姿态机动的主动振动控制

针对绳系太阳能发电卫星大角度回转机动时太阳能板的振动抑制问题,提出了主姿态控制和基于绳中张力的主动振动控制技术相结合的复合控制方法。建立了绳系太阳能发电卫星系统的动力学方程,并基于任务函数控制算法设计了主控制器保证卫星姿态的渐近稳定和挠性结构振动的衰减性;考虑到绳的非线性特性,基于任务函数控制算法设计了绳系卫星系统的主动振动抑制辅助控制器来抑制挠性结构的振动。设计的同时证明了系统的稳定性。将该方法应用于绳系卫星的大角度单轴回转机动的仿真研究,结果表明:该方法不仅能够使绳系卫星完成姿态机动,而且能够有效地抑制太阳能板的振动。

绳系太阳能发电卫星姿态机动的边界控制

针对绳系太阳能发电卫星大角度回转机动时太阳能板的振动抑制问题,提出了主姿态控制和边界最优主动振动控制相结合的复合控制方法。基于Lyapunov方法设计的主姿态控制器不但能够使卫星完成姿态机动,而且能够以太阳能板根部的弯曲力矩作为反馈信息,通过改变太阳能板根部的控制力矩来保证挠性结构振动的衰减性。考虑到绳的单侧饱和非线性特性,用非二次型性能指标代替传统的二次型性能指标设计的边界最优控制器能够进一步抑制挠性结构的振动。设计的同时证明了系统的稳定性及控制器的最优性。将该复合控制方法用于绳系卫星大角度单轴回转机动的仿真研究,仿真结果验证了该控制策略的有效性。

美拟2025年发射太空太阳能发电卫星

据英国《每日邮报》报道，美国宇航局研制的一种鸡尾酒杯状卫星，预计2025年发射．能够有效解决全球三分之一的能源需求。这是美国宇航局委托约翰一曼金斯博士设计的，能够使用太空中太阳能电池板发送能量至地球，这种漂浮在太空中的卫星叫做“阿尔法太阳能发电卫星（SPS-ALPHA）”。

太阳能发电卫星（二）

太阳能发电卫星（二）４关于电磁波的影响由ＳＰＳ基准系统形成的电磁环境效应，可设想为基于两种电磁波产生的──其一是该系统卫星的发射天线向地面以微波波束发射电磁波，其二是该电磁波由设置在地面的收电天线接收时，再次辐射电磁波。受电磁环境影响的物体可分为三类...

空间太阳能发电卫星的几个理论与关键技术问题

本文较为系统地阐述了发展空间太阳能发电卫星(space solar power satellite, SSPS)的几个问题.首先,论述了发展SSPS对世界人类从根本上解决能源危机,尤其是对我国生存与发展的极端重要性.其次,对聚光与非聚光两大类空间太阳能发电卫星的几个典型设计方案,从功质比(即单位质量所产生的电能)指标、工程实现、可靠性等方面,分析了它们的优缺点.再者,对作者团队2014年提出的SSPS-OMEGA方案的近期研究进展作了较为详细的讨论.最后,就本领域近期进展与未来需注意的几个理论与技术问题,提出了相应的观点.

日拟2017年发射太空太阳能发电卫星

日本宇航研发机构（JAXA）计划2017年发射一颗“太空太阳能发电”卫星，为在宇宙空间设置太阳能电站做示范试验。太阳能替代火力发电和核电的发展势头迅猛，但受制于夜晚和恶劣气候，而太空太阳能发电不受天气左右，可提供稳定的电力，且比地面太阳能发电能力高出10倍以上。

NASA正在研制太阳能发电卫星

由曾任职于美国国家舟充空航人局（NASA）的资深工程师约翰·曼金斯领导的研究团队正仔研制一种人阳能发电卫星，其有望于2025年“上岗”，为地球提供三分之一的电力。

模块化多旋转关节空间太阳能电站方案设计

文章基于多旋转关节空间太阳能电站(MR-SPS)方案,以降低远距离高压电力传输技术难度为核心,提出一种更新的模块化多旋转关节空间太阳能电站概念。该方案在分布式太阳电池分阵和多导电旋转关节基础上,对于微波发射天线阵也进行了模块化设计和分布式布局,实现了太阳电池分阵和微波发射天线分阵的一一对应,形成多个独立的太阳能发电与能量传输模块,通过模块的扩展实现整个空间太阳能电站。该方案大幅简化了空间电力传输与管理的复杂性和在轨组装的难度。同时各个模块完全独立,组装后即可单独工作,也提高了系统的可靠性。

空间太阳能发电系统及其关键技术

能源是影响人类社会可持续发展的一个重要因素。在空间利用太阳能发电与核能发电并列解决地球上能源－电力不足的两大出路之一。空间太阳能电系统具有广阔的商业前景。有可能成为下世纪初空间技术的发展的新热点。本文在简要回顾了已有研究成果的基础上，重点阐述空间太阳能发电系统的空间段－太阳能发电卫星的构成，设计要求及需突破的关键技术。

我国发展空间太阳能电站的必要性和相关技术基础分析

对我国建立空间太阳能电站的必要性进行了讨论。在分析建设空间电站相关技术的基础上，提出了发展我国空间电站的构想。发展空间太阳能电站是我国解决能源需求、优化能源结构的理想选择；我国的技术基础已具备建立空间电站的能力，需对一些关键技术进行重点论证、研究，要加快发展载人航天技术和空间站技术；应首先发展太阳能发电卫星，之后再发展电力传输卫星等其它空间电站形式。从现在起就开始准备，我国可能在２０年左右时间内建立初步的空间电站演示系统。

空间太阳能电站及其动力学与控制研究进展

太阳能是丰富、清洁、可再生的能源,其大规模开发有望缓解世界能源短缺和环境污染问题.由于太空中太阳能的能量密度高、不受天气和昼夜的影响,在太空中建造太阳能发电站是未来进行大规模太阳能发电的重要手段.然而,由于空间太阳能电站超大、超柔、长时间运行、需要高精度指向等特点,使得其动力学与控制问题成为学术界和工程界共同面临的难题.为了加深对空间太阳能电站及其动力学与控制的认识,简要介绍了空间太阳能电站的提出背景,回顾了空间太阳能电站的发展历程,综述了目前国内外主要的空间太阳能电站概念设计方案.最后总结了空间太阳能电站在轨服役阶段的动力学建模方法、复杂太空环境影响分析、数值仿真分析、轨道与姿态控制和结构振动控制等研究现状.研究表明,目前对空间太阳能电站动力学与控制的研究仍然处于起步阶段,其动力学模型主要集中在刚体、梁、板等简单的动力学模型,缺少更能真实反映空间太阳能电站在复杂太空环境下动力学行为的模型.在控制方面,目前的研究主要对空间太阳能电站的轨道、姿态和结构振动分别进行控制,忽略了三者之间的耦合影响,而进行轨道-姿态-结构振动协调控制的研究尚不充分.基于此给出了几点空间太阳能电站动力学与控制未来的发展方向.

空间太阳能电站的发展及关键技术综述

寻找新型清洁的可再生能源已经成为当今人类发展亟待解决的问题,地面太阳能技术是发展最快的可再生能源技术之一。与现有地面太阳能技术相比,空间太阳能电站具有全天时/全天候发电、效率高、零排放等优点。多年来,许多国家和组织的科学家们一直致力于通过不同的途径证明太阳能发电卫星这一方案的可行性,已经取得一些成就,但仍然面临成本、技术等多方面的严峻挑战。从太阳能发电卫星技术的研发背景、研究现状以及关键技术等方面阐述相关内容,分析建立空间太阳能电站的可行性,为未来空间太阳能电站发展战略提供参考。

空间太阳能电站技术的可行性研究

简要介绍世界空间太阳能电站的太阳发电卫星／太阳能发电（ＳＰＳ／ＬＳＰ）系统两种设想及相关技术的可行性研究与发展情况。总体说，实现空间电站所需无线电能传输技术（ＷＰＴ）、太阳电池技术及空间技术已基本成熟，可望于下世纪初建立初步的空间太阳能发电系统。

空间太阳能电站的长期轨道动力学建模与分析

提出一种适用于空间太阳能电站的长期轨道动力学模型。以运行在地球静止轨道的Abacus型空间太阳能电站为对象,首先,为避免轨道倾角与偏心率为0产生的奇异,介绍并采用米兰科维奇矢量描述空间太阳电站的轨道动力学,依次建立影响其轨道的4种摄动模型,包括地球非球形引力摄动、日月引力摄动、太阳光压摄动以及微波反冲摄动。随后,进一步分析轨道摄动中的周期项与非周期项,采用平均法对摄动中的周期项进行平均化处理,建立基于米兰科维奇矢量的空间太阳能电站长期轨道动力学方程。最后,通过数值仿真与传统非平均法模型进行对比,以验证所提出平均化动力学模型的优势。

重力梯度卫星姿态稳定的最优+自适应控制

基于Newton-Euler法建立了绳系太阳能发电卫星受重力梯度影响的动力学模型.在考虑常值扰动力矩的影响下,设计了线性二次型调节器和自适应估计器相结合的姿态稳定控制器,并以反作用飞轮系统作为执行机构实现该控制律.仿真结果验证了该控制方法的有效性.

新型发电资源与发电方式开发研究初探

介绍了在实施可持续发展战略的进程中 ,新型发电资源和新型发电方式的开发研究日益令人瞩目。首先介绍了世界新型发电资源及新型发电方式的基本态势 ;然后提出了我国新型发电资源和新型发电方式开发研究的对策建议。

太空发电新能源

近几年来,太空发电已成为一种待开发的新能源,并正在取得进展。 早在1968年,美国一位博士就率先提出了在太空利用太阳能发电的设想。美国有关机构对此进行了实用化的研究,并计划在21世纪向太空发射60座宽5千米、长10千米、重5万吨的发电卫星,以保证美国3亿千瓦的用电量。但是,这一计划由于规模太宏伟及耗资特巨大,而不得不中止。 进入80年代,随着人类对能源和环保问题的重视。

无线输电：从科幻到现实

在3．6万千米的太空中，一座表面布满了光伏面板的太阳能发电卫星静静伫立，将收集到的太阳能源源不断地传回地球，向城市供电。

滚滚电流天上来

21世纪,人类要解决日益严重的环境污染、资源短缺和人口膨胀三大问题。其中环境和资源这两个问题都与发电有着密切的关系。 迄今,人类发电用的能源绝大部分是来自地下的矿物燃料——石油、煤炭、天然气等。千百年来,矿物燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳,不仅严重污染大气,而且产生温室效应。