علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

تحلیل تجربی زیرسامانة توان الکتریکی یک ماهوارة مخابراتی در حالت آرام‌سازی در بستر سخت‌افزار در حلقه

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسندگان
1 مهندسی مکانیک، پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران.
2 مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
3 مهندسی هوافضا، پژوهشکده سامانه‌های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران.
چکیده
در این مطالعه یک بستر آزمون سخت‌افزار در حلقه، طراحی و پیاده‌سازی شده است که از دستگاه شبیه‌ساز آرایه‌های خورشیدی، بار الکتریکی برنامه‌پذیر، رایانة شبیه‌ساز، باتری‌ها و بردهای شارژر و توزیع در این حلقه استفاده شده است. حالت آرام‌سازی ماهواره به دلیل تغییرات سریع و غیرقابل‌پیش‌بینی زاویه خورشید با صفحات خورشیدی و عدم امکان آزمایش واقعی آن بر روی زمین از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این بستر سخت‌افزار در حلقه قابلیت استفاده برای راستی‌آزمایی و آزمودن طراحی زیرسامانة توان الکتریکی برای هر نوع ماهواره را دارد. در این مقاله، به عنوان نمونه، این بستر برای یک ماهوارة مخابراتی پیاده‌سازی شده است. میزان تغییرات ولتاژ دو سر باتری، میزان ظرفیت شارژ شدة باتری، بررسی صحت برد توزیع و برد شارژر، بررسی میزان عمق دشارژ باتری و دفعات شارژ و دشارژ و بررسی ولتاژ دو سر باتری در برابر جریان‌های لحظه‌ای از موارد مورد بررسی در حالت آرام‌سازی می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

[1]   Zebenay, M., Boge, T., Krenn, R. and Choukroun, D., "Analytical and Experimental Stability Investigation of a Hardware-in-the-Loop Satellite Docking Simulator," Journal of Aerospace Engineering, Vol. 229, No. 4, 2015 pp. 666-681.
[2]   Leitner, J., "Space Technology Transition using Hardware in the Loop Simulation," Aerospace Applications Conference, 1996, Aspen, CO, USA.
 
[3]   Pastena, M. and Grassi, M., "Design and Performance Analysis of the Electric Power Sub-System for a Multi-Mission Microsatellite," Acta Astronautica, Vol. 44, Issue 1, 1999, pp. 31-40.
 [4] Moghadaszadeh Bazaz, V.B.S. and Jalali Naini, S.H., "Attitude Control of a Rigid Satellite with Pulse-Width Pulse-Frequency Modulation Using Observer-based Modified PID Controller," Modares Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 8, 2016, pp. 139-148 (in persian).
[5]   Maani, A.R.K.E. and Fakoor, M., "Two-Objective Optimization of GEO Communication Satellite Trajectory Considering Impulsive Orbital Maneuver," Modares Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 5, 2014, pp. 121-128 (in persian).
[6]   Mozaffari, F.M.A., Roshanian, J., Zare, H., "Design Optimization of Fairing Sandwich Cylindrical and Conical Structures for Launch Vehicles Using Hybrid Algorithm," Modares Mechanical Engineering, Vol. 16, No. 3, 2016, pp. 341-331 (in persian).
[7]   Mirshams, H.T.M., Ghobadi, M., Haghi, H. and Sharifi, G. "Using Air-Bearing Based Platform and Cold Gas Thruster Actuator for Satellite Attitude Dynamics Simulation," Modares Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 12, 2014, pp. 1-12 (in persian).
[8]   E. Z. M. Mirshams, "Fast determination of system specifications of GEO communication satellites", Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 2, 2017, pp. 412-404, (in persian).
[9]   Santoni, F., Piergentili, F., Donati, S., Perelli, M., Negri, A. M., Marino, "An Innovative Deployable Solar Panel System for Cubesats," Acta Astronautica, Vol. 95, 2014, pp. 210-217.
[10] Ravanbakhsh, A. and Sebastian, F., "System Engineering Approach to Initial Design of LEO Remote Sensing Missions, Recent Advances in Space Technologies (RAST), Istanbul, Turkey, 2013,  pp. 659-664.
[12] Bekhti, M. and Sweeting, M.N., "Power System Design and in Orbit Performance of Algeria’s First Micro Satellite Alsat-1," Electric Power Systems Research, Vol. 78, Issue. 7, 2008, pp. 1175-1180.
[13] de Manuel, C., Cubas, J. and Pindado, S., "On the Simulation of the UPMSat-2 Microsatellite Power," 10th European Space Power Confrence (ESPC), 2014.
[14] Rauschenbach, H.S., Solar Cell Array Design Handbook: the Principles and Technology of Photovoltaic Energy Conversion, Springer Science & Business Media, 2012.
[15] Zahran, M.O.M. and Ivanova, G.A., "Assessment of Earth Remote Sensing Microsatellite Power Subsystem Capability during Detumbling and Nominal Modes," Journal of Power Electronics, Vol. 6, No. 1, 2006, pp. 18-28.
[16] Garcia, V., Rico, M., Sebastian, J., Hernando, M. and Uceda, J., "An Optimized DC-to-DC Converter Topology for High-Voltage Pulse-Load Applications," Power Electronics Specialists Confrence,Taiwan,1994.
[17] Pindado, S. and Cubas, J., "Simple Mathematical Approach to Solar Cell/Panel Behavior Based on Datasheet Information," Renewable Energy, Vol. 103,  2017, pp. 729-738.
[18] Hyder, A.K., Spacecraft Power Technologies: Imperial College Press, 2000.
[19] S. Energy (U.S.A), Lithium Ion NCR18650B, Panasonic, Available, [on Line]: http://www.panasonic. com/industrial/batteries-oem,2012.

  • تاریخ دریافت 13 مرداد 1396
  • تاریخ بازنگری 29 آبان 1396
  • تاریخ پذیرش 09 اسفند 1396
  • تاریخ اولین انتشار 09 اسفند 1396