一种航天器s4r电源控制器模拟系统的制作方法_2

文档序号:8433021阅读:来源:国知局
二运算放大器单元,从外界获取充电阵母线电压,比较获取的充电阵母线电压和充 电门限电压,如果充电阵母线电压大于或等于充电门限电压,则满足充电条件并输出比较 结果信号为1,如果充电阵母线电压小于充电门限电压,则不满足充电条件并输出比较结果 信号为0,然后将比较结果信号送至第二主误差放大器计数单元; 第二主误差放大器计数单元,分别对满足充电条件的比较结果信号和不满足充电条件 的比较结果信号进行计数,当满足充电条件的比较结果信号的计数值达到预先设定的次数 时,则输出充电控制信号为1,当不满足充电条件的比较结果的计数值达到预先设定的次数 时,则输出充电控制信号为0,然后将充电控制信号输出至充电控制器模块; 第三运算放大器单元,从外界获取供电阵母线电压或充电阵母线电压,如果供电阵母 线电压大于或等于供电阵分流门限电压,则满足供电阵分流条件并输出比较结果信号为1, 如果供电阵母线电压小于供电阵分流门限电压,则不满足供电阵分流条件并输出比较结果 信号为0,然后将比较结果信号送至第三主误差放大器计数单元;如果充电阵母线电压大 于或等于充电阵分流门限电压,则满足充电阵分流条件并输出比较结果信号为1,如果充电 阵母线电压小于充电阵分流门限电压,则不满足充电阵分流条件并输出比较结果信号为0, 然后将比较结果信号送至第三主误差放大器计数单元 第三主误差放大器计数单元,分别对满足供电阵分流条件的比较结果信号和不满足供 电阵分流条件的比较结果信号进行计数,当满足供电阵分流条件的比较结果信号的计数值 达到预先设定的次数时,则输出供电阵分流控制信号为1,当不满足供电阵分流条件的比较 结果的计数值达到预先设定的次数时,则输出供电阵分流控制信号为0,然后将供电阵分流 控制信号输出至供电阵分流控制器模块;分别对满足充电阵分流条件的比较结果信号和不 满足充电阵分流条件的比较结果信号进行计数,当满足充电阵分流条件的比较结果信号的 计数值达到预先设定的次数时,则输出充电阵分流控制信号为1,当不满足充电阵分流条件 的比较结果的计数值达到预先设定的次数时,则输出充电阵分流控制信号为0,然后将充电 阵分流控制信号输出至充电阵分流控制器模块; 放电控制器模块,包括控制升压的占空比计算单元、升压调节器单元、锂离子蓄电池放 电电流计算单元、锂离子蓄电池损坏检测单元,其中, 控制升压的占空比计算单元,采样获取n-1周期调节后的母线电压和放电母线电压设 定值,将n-1周期调节后的母线电压减去放电母线电压设定值得到第η周期的母线电压误 差信号为e(n),计算升压控制信号的增量Λ a Jn),然后计算升压控制信号占空比a Jn), 并将升压控制信号占空比传给升压调节器单元;其中, a r(n) = α Γ(η-1) + Δ α r(n) Δ ar(n) =Krp[e(n)-e(n-l)]+TKrie(n)+Krd[e(n)-2e(n-l)+e(n_2)]/T,K rp、Kri、Krd分 别为放电控制器的比例积分微分增益,e(n-l)为第n-1周期的母线电压误差信号,e(n-2) 为第n-2周期的母线电压误差信号,a Jn-I)为上周期升压控制信号占空比; 升压调节器单元,接收升压控制信号占空比,获取升压前的锂离子蓄电池开环电压和 是否升压控制信号,计算升压调节后的锂离子蓄电池开环电压,同时接收放电控制信号,如 果放电控制信号为1且是否升压控制信号为1,则将升压调节后的锂离子蓄电池开环电压 作为锂离子蓄电池开环电压U (η)并送至锂离子蓄电池放电电流计算单元,否则将ns ·Vb作 为锂离子蓄电池开环电压U (η)并送至锂离子蓄电池放电电流计算单元;其中,升压调节后 的锂离子蓄电池开环电压为
ns为蓄电池串联数,Vb为单体蓄电池开环电压; 锂离子蓄电池放电电流计算单元,接收锂离子蓄电池开环电压U (η),获取负载功率和 太阳电池阵输出电流,计算单体锂离子蓄电池放电电流,然后将单体锂离子蓄电池放电电 流送至锂离子蓄电池损坏检测单元;其中,单体锂离子蓄电池放电电流为
PiMd为负载功率,I为太阳电池阵输出电流,n s为蓄电池串联数,η ρ为蓄电池并联数,V b 为单体蓄电池开环电压,nFD为放电效率,n SY为升压效率; 锂离子蓄电池损坏检测单元,接收单体锂离子蓄电池放电电流,从外界获取的蓄电池 放电深度和终止放电深度参数,并在放电过程中比较蓄电池放电深度和终止放电深度参 数,如果蓄电池放电深度小于终止放电深度参数,则输出的锂离子蓄电池放电电流为0,如 果蓄电池放电深度大于终止放电深度参数,则输出的锂离子蓄电池放电电流为锂离子蓄电 池放电电流计算单元发送的单体锂离子蓄电池放电电流; 充电控制器模块:包括恒流充电与恒压充电判定单元、恒流充电电流计算单元、恒压充 电电流计算单元、充电电流开关管开度计算单元、充电电流保持单元,其中, 恒流充电与恒压充电判定单元,获取单体锂离子蓄电池开环电压,比较单体锂离子蓄 电池开环电压和恒流转恒压的门限电压,如果单体锂离子蓄电池开环电压小于恒流转恒压 的门限电压,则采用恒流充电并输出为0的选通控制信号,选通恒流充电电流计算单元工 作,在恒流充电过程中比较单体锂离子蓄电池开环电压与恒流转恒压的门限电压,如果单 体锂离子蓄电池开环电压大于恒流转恒压的门限电压,则采用恒压充电并输出为1的选通 控制信号,选通恒压充电电流计算单元工作; 恒流充电电流计算单元,获取单体锂离子蓄电池开环电压和小电流转大电流门限电 压,比较单体锂离子蓄电池开环电压和小电流转大电流门限电压,如果单体锂离子蓄电池 开环电压小于小电流转大电流门限电压,则将小电流作为恒流充电电流,如果单体锂离子 蓄电池开环电压大于小电流转大电流门限电压,则将大电流作为恒流充电电流,当接收为O 的选通控制信号时,选通恒流充电电流计算单元并输出相应的恒流充电电流; 恒压充电电流计算单元,获取恒压充电电压V。(η)和单体锂离子蓄电池开环电压,计算 恒压充电电流Is(n),同时比较恒压充电电流和终止充电电流,当恒压充电电流大于或等于 终止充电电流时,将恒流充电电流计算单元计算得到的恒流充电电流或者恒压充电电流计 算单元计算得到的恒压充电电流送至充电电流开关管开度计算单元,当恒压充电电流小于 终止充电电流时,充电控制器模块输出充电完成信号并完成充电,其中
V?是恒压充电电压、V。(η)为单体锂离子蓄电池开环电压、rb为锂离子蓄电池内阻; 充电电流开关管开度计算单元,接收恒流充电电流计算单元发送的恒流充电电流 或者恒压充电电流计算单元发送的的恒压充电电流并对其采样得到采样设定充电电流 Is (η),获取n-1周期的经过开关管开度调节的充电电流并对其采样得到采样反馈充电电 流1。〇1-1),计算采样设定充电电流I s(n)与采样反馈充电电流1。〇1-1)的误差ejn),然 后计算充电控制器模块输出的控制信号占空比增量Δ ajn)后计算控制信号的占空比为 αε(η),利用控制信号的占空比计算反馈充电电流1。(1〇,如果设定充电电流小于反馈充电 电流,则输出设定充电电流作为最终充电电流,如果设定充电电流大于反馈充电电流,则输 出反馈充电电流作为最终充电电流,最后将控制信号的占空比增量Δ %(η)、控制信号占 空比α。(n)、最终充电电流发送至充电电流保持单元;其中, Ic(n) = In(n) n c · a c(n) a c(n) = a c(n_l) + A a c(n) Δ a c(n) = Kcp[ec(n)-ec(n-l)]+TKcie c(n) ec (η) = Is (n)-IcOi-Ihec (n-1)为第n-1周其月采
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