样设定充电电流与采样反馈充电电流 的误差，α>-1)为第n-Ι周期的控制信号的占空比，η。为充电控制器的效率，In(n)为太 阳电池阵输出电流； 充电电流保持单元，接收充电电流开关管开度计算单元发送的控制信号占空比增量 Δ ajn)、控制信号占空比ajn)和主误差放大器模块中的第二主误差放大器计数模块发 送的充电控制信号，如果满足 ((Δ a c(n)< = 0)&(u2== 1))&(a c(n) ! = I) 则输出η周期最终充电电流与n-1周期最终充电电流的最小值，如果满足 ((Δα c(n)>〇)&(u2== 1)) 则输出第η周期最终充电电流与第n-1周期最终充电电流的最大值，如果不满足以上 两种情况，将第η周期最终充电电流直接输出，其中，U2为充电控制信号；所述恒流转恒压 的门限电压为恒压充电电压V。⑴；所述小电流转大电流门限电压为小电流充电转大电流 充电的参考电压；所述终止充电电流是锂离子蓄电池充电结束的电流阈值；所述设定电流 为恒流充电电流计算单元计算得到的恒流充电电流或恒压充电电流计算单元计算得到的 恒压充电电流； 供电阵分流控制器模块：包括供电阵分流占空比信号计算单元、供电阵分流电流保持 单元、供电阵分流电流计算单元和供电阵分流级数确定单元，其中 供电阵分流占空比信号计算单元，获取供电阵母线电压和设定分流母线电压并采样， 将采样供电阵母线电压减去采样设定分流母线电压得到母线电压误差信号A (η)，计算控 制分流管开度的分流占空比信号增量Δ af(n)，然后计算分流占空比信号af(n)，将分流 占空比信号发送至供电阵分流电流计算单元，将分流占空比信号增量和分流占空比信号送 至供电阵分流电流保持单元；其中， af(n) = af(n-l) + A af(n) Δ af(n) = KfP[er(n)-er(n-l)]+KfiTe r(n)+Kfd[er(n)-2er(n-l)+e r(n-2)]/T,Kfp>Kfi>Kfd 分别为分流控制器的PID参数，T为采样时间，ejn-l)为第n-1周期的母线电压误差信号， eJn-2)为第n-2周期的母线电压误差信号，af(n-l)为第n-1周期的分流占空比信号； 供电阵分流电流计算单元，接收分流占空比信号a f (η)，获取太阳阵输出总电流In，计 算太阳阵分流电流If，并将太阳阵分流电流发送至供电阵分流电流保持单元；其中， If= a f(n) · In； 供电阵分流电流保持单元，接收供电阵分流占空比信号计算单元发送的分流占空比信 号增量和分流占空比信号，接收供电阵分流电流计算单元发送的太阳阵分流电流，接收主 误差放大器模块中的第三主误差放大器计数单元发送的供电阵分流控制信号，如果分流占 空比信号增量、分流占空比信号和分流控制信号满足 ((Δ a f(n)< = 0)&(u2= = 1))&(a f(n) ! = I) 则将η周期的太阳阵分流电流与n-1周期太阳阵分流电流的最小值作为最终太阳阵分 流电流并送至供电阵分流级数确定单元，如果满足 ((Δα f (η)>〇) & (u2== 1)) 则将η周期太阳阵分流电流与n-1周期太阳阵分流电流的最大值作为最终太阳阵分流 电流并送至供电阵分流级数确定单元，如果不满足以上两种情况，则将η周期太阳阵分流 电流作为最终太阳阵分流电流并送至供电阵分流级数确定单元，其中Δ a f(n)为分流占空 比信号增量，U2为分流控制信号，a f (η)为分流占空比信号； 供电阵分流级数确定单元，接收供电阵分流电流保持单元输出的最终太阳阵分流电 流，将最终太阳阵分流电流除每级分流能力并取整，如果分流电流大于0,则将取整得到的 数值加1作为分流级数并输出，如果分流电流小于〇,则将〇作为分流级数并输出； 充电阵分流控制器模块：包括充电阵分流占空比信号计算单元、充电阵分流电流保持 单元、充电阵分流电流计算单元和充电阵分流级数确定单元，其中， 充电阵分流占空比信号计算单元，获取充电阵母线电压和设定分流母线电压并采样， 将采样充电阵母线电压减去采样设定分流母线电压得到母线电压误差信号A (η)，计算控 制分流管开度的分流占空比信号增量Δ a f(n)，然后计算分流占空比信号a f(n)，将分流 占空比信号发送至充电阵分流电流计算单元，将分流占空比信号增量和分流占空比信号送 至充电阵分流电流保持单元；其中， af(n) = af(n-l) + A af(n) Δ af(n) = KfP[er(n)-er(n-l)]+KfiTe r(n)+Kfd[er(n)-2er(n-l)+e r(n-2)]/T,Kfp>Kfi>Kfd 分别为分流控制器的PID参数，T为采样时间，ejn-l)为第n-1周期的母线电压误差信号， eJn-2)为第n-2周期的母线电压误差信号，af(n-l)为第n-1周期的分流占空比信号； 充电阵分流电流计算单元，接收分流占空比信号a f (η)，获取太阳阵输出总电流In，计 算太阳阵分流电流If，并将太阳阵分流电流发送至充电阵分流电流保持单元；其中， If= 〇 f(n) · In； 充电阵分流电流保持单元，接收充电阵分流占空比信号计算单元发送的分流占空比信 号增量和分流占空比信号，接收充电阵分流电流计算单元发送的太阳阵分流电流，接收主 误差放大器模块中的第三主误差放大器计数单元发送的充电阵分流控制信号，如果分流占 空比信号增量、分流占空比信号和分流控制信号满足 ((Δ a f(n)< = 0)&(u2= = 1))&(a f(n) ! = I) 则将η周期的太阳阵分流电流与n-1周期太阳阵分流电流的最小值作为最终太阳阵分 流电流并送至充电阵分流级数确定单元，如果满足 ((Δα f (η)>〇) & (u2== 1)) 则将η周期太阳阵分流电流与n-1周期太阳阵分流电流的最大值作为最终太阳阵分流 电流并送至充电阵分流级数确定单元，如果不满足以上两种情况，则将η周期太阳阵分流 电流作为最终太阳阵分流电流并送至充电阵分流级数确定单元，其中Δ af(n)为分流占空 比信号增量，U2为分流控制信号，a f (η)为分流占空比信号； 充电阵分流级数确定单元，接收充电阵分流电流保持单元输出的最终太阳阵分流电 流，将最终太阳阵分流电流除每级分流能力并取整，如果分流电流大于0,则将取整得到的 数值加1作为分流级数并输出，如果分流电流小于〇,则将〇作为分流级数并输出。
【专利摘要】一种航天器S4R电源控制器模拟系统，针对航天器上使用的S4R型电源控制器进行模拟，模拟系统主要包括主误差放大器模块、分流控制器模块、充电控制器模块、放电控制器模块四个功能模块。主误差放大器模块负责检测主母线电压，根据电压情况向分流控制器模块、充电控制器模块和放电控制器模块发送信号，分流控制器模块，完成供电阵和充电阵的分流调节功能，充电控制器模块完成对蓄电池的充电控制工作，放电控制器模块进行放电控制。该模拟系统具有较强的通用性，可根据不同航天器的技术指标进行针对性修改，并应用在各类航天器的S4R电源控制器模拟任务中。
【IPC分类】H02J7-00
【公开号】CN104753124
【申请号】CN201410768559
【发明人】彭鑫, 张玥, 王鹏鹏, 刘书豪
【申请人】北京空间飞行器总体设计部
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月11日