两自由度卫星太阳电池阵驱动装置的原理与设计
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摘要
近年来,随着航天技术的发展和国防建设的需要,导航、通讯等大功率卫星对能量的需求越来越大。由于单自由度太阳电池阵发电效率的限制,已无法满足对这些大功率卫星的能量需求,如何提高卫星电源系统的性能日渐显得重要。在太空,太阳能是卫星所需能源的主要来源,太阳电池阵精准跟踪太阳光线是提高太阳电池阵发电效率的最有效途径。为提高卫星太阳电池阵的发电效率,提出了一套可实现太阳电池对日定向功能的两自由度卫星太阳电池阵驱动装置。控制系统根据太阳光线的情况选择主动跟踪还是被动跟踪太阳光线。在主动跟踪的过程中,上位机按照航天器的轨道理论推导出在对日定向要求下太阳光线在卫星所处轨道的运动规律。而被动跟踪是采用太阳敏感器捕捉太阳光线来实现对日跟踪。在这两种跟踪过程中,控制器将按照不同的算法计算出太阳光线和太阳电池阵的夹角并转化脉冲信号控制步进电机带动太阳电池阵转动,使得太阳电池阵与太阳光线垂直,提高太阳电池阵的发电效率。本设计能实现太阳电池阵的对日定向,提高太阳电池阵对太阳光的利用效率,对未来两自由度卫星太阳电池阵驱动装置的发展有一定参考价值。
引文