Дискретный регулятор мощности секционированной солнечной батареи - Дипломная работа

Система электропитания (СЭП) является одной из важнейших частей в составе оборудования спутника, обеспечивая энергией все его служебные системы и полезную нагрузку КА. В такой аппаратуре использованы шунтовые стабилизаторы с ШИМ силового ключа, причем число ШС равно числу секций БС. При реальной работе большинство каналов ШС либо полностью закорачивают секцию БС, либо пропускают весь ток в нагрузку.В режиме регулирования мощности солнечной батареи в КЭП используются системы: шунтовые стабилизаторы, количество которых соответствует количеству секций БС; узлы управления стабилизаторами, в состав которых входит интегратор отклонения выходного напряжения от заданного и схема формирования дифференцирующей обратной связи. Сигналы которые можно использовать для управления коммутатором: Uинт - Напряжение интегратора При отсутствии освещения панелей БС ключи ШС разомкнуты, выходное напряжение интегратора имеет отрицательную полярность а амплитуда меняется в зависимости от отклонения от опорного напряжения. Обозначения на схеме (рис 1.2): Uоп - опорное напряжение (100В); Ucm - напряжение смещения; Wинт - передаточная функция интегратора; Wшс - передаточная функция ШС; Wдиф - передаточная функция дифференциатора; Wн - передаточная функция нагрузки; НЭ - нелинейный элемент имитирующий ВАХ БС; ІБСНОМ - номинальный ток БС. Все их можно свести к двум основным: первый вариант, когда сигналы коммутации формируются на основе сигнала суммы токов ключей ШС; второй вариант сигналы формируются по отклонению выходного напряжения от заданного, или интегралу ошибки.Исследование модели СЭП в MATLAB показало, что модель соответствует требования сформулированным в пункте 1.7.3. Решение экономических вопросов в дипломной работе позволяет дать объективную оценку качеству инженерной проработки, целесообразности внедрения результатов дипломной работы в производств. Затраты на разработку коммутатора (S) определим по формуле 1.1 [8]: S=n•Tp•Зро• (1 Крд)•(1 Крс) Тмо•Ep Тк•Зк Коб, (1.1) где: n = 1 - количество разработчиков; Крд = 0.6 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату разработчика программы, в долях к основной заработной плате (по материалам базового предприятия); Крс = 0.3 - коэффициент, учитывающий страховые взносы, в долях к сумме основной заработной платы;Основываясь на проведенных ранее опытах [2] структурная схема БС (без учета динамики) может иметь вид показанный на рисунке 2.1 Входными параметрами для данной модели являются величина фототока и приложенное напряжение, а выходным параметром ток БС. Так как в такой постановке модели фаз ШС являются моделями источников токов, и эти токи текут в нагрузку, следовательно по второму закону Кирхгофа (закон о сумме токов в узле) [3], токи можно просуммировать, и пропустить через передаточную функцию, характеризующую структуру и параметры нагрузки (в данном случае активное сопротивление и емкость соединенные параллельно), на выходе передаточной функции будет напряжение шины. Одна нелинейность содержится в блоке БС (по сути ограничивает выходное напряжение на уровне 150В), вторая нелинейность содержится в блоке ШС (коэффициент заполнения меняется от 0 до 1), и три нелинейности в блоке СУ коммутатора. Нелинейностью присутствующей в блоках ШС пренебречь нельзя, но так как логика их работы построена таким образом, что все каналы работают по очереди, то систему можно привести к более простому виду: вместо 5 каналов ШС с коэффициентом от 0 до 1 один канал с коэффициентом от 0 до 5. Пояснения к графику (рисунок 2.7): Синий график - без дифференциатора запас по фазе 5°, зеленый график - постоянная времени 9мкс коэффициент усиления 5, запас по фазе 6°, красный график - постоянная времени 22.5мкс, бирюзовый график - постоянная времени 27мкс, сиреневый график - постоянная времени 45мкс, наблюдается переворот фазы.Для проверки его влияния на работу системы в целом, в функциональную схему были введены: дифференциатор; пороговое устройство, с двумя порогами; одновибратор (формирует 1 прямоугольный импульс заданной амплитуды и длительности, как только произошло срабатывания порогового устройства); формирователь парных импульсов; и схема выборки либо одиночных импульсов от основной СУ коммутатором, либо парных от дополнительного канала. Схема выборки построена таким образом, что если на нее придет одиночный импульс от основного канала, то он свободно пройдет на выход и попадет на вход регистра, если при этом пришел парный импульс, то прохождение одиночного импульса запрещается и на выход проходит парный. Логическая схема идущая за пороговым устройством формирует сигнал направления переключения идущий на регистр (приложение 1.2), и сигнал тактовых импульсов, который идет на вход схемы выборки (логика ее работы описана в пункте 2.1). Ток транзистора в данной схемы не может превышать 200МА, напряжение прикладываемое к переходу к-э не более 9В. Расчет входного резисторного сумматора: Выражение согласно которому определяется напряжение на инвертирующем входе усилителя определяется согласно в

1.8.6 План выполнения дипломной работыПлан выполнения дипломной работы приведен в таблице 1.5.