一种可用于航天Boost拓扑电源参数辨识的数字孪生方法

电力电子变换器中元器件随时间退化会影响到航天电源的稳定性与可靠性。为确保航天电源的可靠性,并准确识别零部件状态,数字孪生依靠其非侵入性、数字化、高性价比、低风险、可视化与实时性的特点,可以解决电力电子变换器的故障趋势判断与状态检测的问题,从而保证航天电源的稳定性与可靠性。通过验证Boost拓扑电路的数字孪生模型,同时采用禁忌搜索算法以比较结果最小二乘误差为目标函数得到全局最优解,进行Boost拓扑电路参数辨识、实时监控。并且对比了100、500、1 000算法迭代次数对结果的影响,随着迭代次数的增加,最终结果与实际值仅有最大0.96%的误差。验证该项技术可应用到航天电源的实时状态监控,以保证其可靠性。     

一种用动态神经网络的月面科研站电源系统分析方法

月面科研站能源系统工况复杂,对其电源系统的稳定性分析十分重要,电源系统建模复杂,将其等效为黑箱子模型,通过输入和输出特性判断稳定性。提出了一种利用动态神经网络根据给定输入估计系统的预测输出,判断系统的稳定性。神经网络模型的训练数据集通过仿真生成,通过选择合适的神经网络结构和超参数,获得最佳的传递函数辨识结果。以Buck电路为例,采用MATLAB的Simulink模块进行仿真得到神经网络训练集,神经网络预测输出能贴近仿真输出,验证了该方法的有效性。     

多能源调节变换器技术研究

考虑到以月面环境为典型的深空探测任务的昼夜时长和温差大的情况,为解决驻留区面对多能源的应用问题,研究了在驻留区实现多能源调节的关键技术,重点探讨了多能源管理模块系统,在多能源管理模块系统部分,首先对系统进行了模块划分和能量调度的研究。通过采用系统控制方式将驻留区能量管理模块设计成不同调节域的能量调度策略,实现了不同能源之间的协同工作和优化利用。并且对系统的控制方式和拓扑结构进行了深入研究。在能量调节变换器部分,介绍了RTG功率调节、核反应堆功率调节、SAS功率调节、燃料电池功率调节等技术。通过系统统一控制,使得多种能源的供给能够相互协调,满足驻留区对能源的需求。     

行星、卫星探测器用移动供电平台电源系统技术研究

在不同场景下,行星、卫星探测器用的移动供电场合有不同的供电任务需求。基于未来的任务规划框架,对行星、卫星探测器用移动供电平台电源系统任务需求进行分析研究。对行星、卫星探测器用移动供电平台电源系统提供组成方案,并对电源系统的功能、工作原理和工作模式分析,给出主要技术指标。基于方案设计和应用场景任务类型,开展两类原理样机的研制,以及对后续工作进行探讨,为接下来的工作提供思路。     

月球科研站未来太阳电池阵设想

随着我国发布国际月球科研站项目,能源系统的需求逐渐清晰。太阳电池阵作为能源系统的重要组成部分,其性能指标尤其是体积比功率要求将越来越高。目前国内外航天器上应用最多的刚性或半刚性太阳电池阵的质量及收拢体积难以满足任务要求。因此,迫切需要开展高效轻质大面积太阳电池阵的技术研究,在满足大功率的前提下,减轻质量,减小收拢体积,对比分析了扇形展开式和卷绕展开式柔性太阳电池阵的优劣,针对科研站建设的不同时期给出了选用意向,并给出了下一步技术攻关方向,为我国未来月球科研站太阳电池阵的发展,起到有效的支撑和促进作用。