一、航天电源控制的基本原理
1.1 航天电源控制
航天电源具有功率密度高、电压大的特点,它在很大程度上影响着电路系统中器件参数变化和性能。随着科学技术的进步和发展以及生产生活水平要求不断提高、对电力系统稳定性与安全性提出了越来越高的要求。因此需要通过交流变频技术来实现交流电机调速功能以满足不同工作条件下负载转矩脉动过载保护等方面都有很大需求。
1.2航天电源的方式
(1)集中控制这种方法是将电源功率放大到一定值,然后再对每个部件进行单独控制。这样做可以使各个部分都独立起来。但是由于在航天系统当中有很多电子设备和卫星等设备,这些电子设备会受到干扰影响工作性能以及可靠性也就大大降低了;同时集中控制系统还存在着抗干扰能力差、易产生震荡现象等弊端。(2)远程监控与管理这种技术通过遥控器对每个部件进行控制来实现远距离操作，相对之下弊端减少。
二、 航天电源控制单机的结构分析
2.1航天电源控制要求
航天电源具有高功率密度,低功耗,高频效率等特点。 在设计时必须考虑到不同的应用场合对电源性能指标要求不尽相同。
2.2航天电源控制系统的运行
运行原理: 其仿真系统主要是对直流电机的控制,在电机驱动电路中,首先将电源模块与单片机组相连接起来。然后通过直流电压供电给试验设备。同时也可以利用整流滤波和稳压等方法进行交流采样来实现交流电源的输入输出;最后使用A/D转换器模拟出所需数字量信号并转化成模拟电子数据送入单片机处理运算结果进行显示操作控制及运行状态下的转速、电流,从而达到对直流电机驱动模块以及电机参数设定功能。
2.3 航天电源控制的作用
（1）航天电源具有很强的控制作用,能够实现对电压电流、功率等参数进行调节,使之符合实际需要,从而满足不同用户对于电力电子技术及相关产品提出的要求。 (2)在航天民用领域中应用广泛。通过对产品上元器件实时在线监测与维护可以及时发现故障并做出维修调整;通过遥控器远程监控和遥控功能可有效避免因家用电器出现问题而引起的安全事故或不必要损失，实现了控制功率输出功能。
三、航天电源控制单机结构的具体设计
3.1航天电源控制单机性能优化
(1)电磁干扰:由于航天电源具有很高的可靠性和稳定性以及很强灵活性;而辐射功率较大且可控范围较广;因此需要选择合适地方法来抑制高频波动及多普勒效应和磁场噪声的产生与传播,以达到降低电磁对系统性能影响并减少其对系统参数变化等目的。同时要保证系统稳定运行、可靠度高并且抗外部磁场干扰也不至于太大或太近都不利于电源产品功能实现的要求,所以我们必须采取一些措施来减少辐射源产生和接收功率输出。
(2)控制功率输出,调节电压的大小。当功率输入过大时,会导致电压电流增大;反之则减小。
(3)通过建立模型、计算方法等来验证了所提出算法在民用领域应用时性能。 为解决航天电源驱动技术中存在问题提供思路方向;为了提高功率输出稳定性及可靠性以及降低功耗对航天器系统和国家国防建设影响起基础作用。
3.2设计注意事项
在设计的时候,我们需要考虑到不同类型、参数和系统之间的关系,根据具体情况对软件进行优化。 在设计之前要了解各种指标下所选数据变量。如电源电压和温度等条件;还要知道各元件间关系是否符合要求等等这些都是非常重要而且必须研究分析问题解决问题才能得到更好地结论;同时也应该注意各个模块的性能特点以及它们与整体机架结构是否兼容,从而确定整个系统的可行性方案,最后再进行比较选择出最佳方案。
四、航天电源控制单机的设计仿真研究
4.1航天电源的主要设计参数
设计参数的主要包括: 1电源功率。根据负载电流、电压和频率等,确定计算值。 2输出转矩。在电机启动时,通过调整输入轴上的扭矩来改变转角速度;当转子转速发生变化时将影响转子速度和加速度特性;同时也可以使驱动力臂转动角度由小变大或变化规律不连续保持恒定稳定不变以改变动力部件中的功率因数、电机转速等参数 。
4.1.1参数分析
4.2航天电源控制单机的设计方法
通过研究航天电源的控制技术,对其进行仿真: (1)在进行系统设计时充分考虑到不同参数对于整个控制系统的影响。通过分析各个参数所带来的性能优势以及如何提高系统稳定性。 (2)选取合适型号为伺服电机和单片机作为主控板件、驱动电路及外围元件等部件;同时根据负载特性选择相应零部件型号,保证了载荷稳定后对航天电源控制技术有一个整体性理解并设计完成之后才能进行下一步工作。
4.3模块化航天器建模仿真
卫星电源系统是星上产生、存储、 转换、协调和分配电能的系统，简称电源系统。电源系统的基本功能是应用能量转换方法将光能等其他形式的能量转换成电能，就如同我们生活中和 Simulin的发电站。卫星电源系统对于卫星来说就是核心部分，它要为卫星的正常工作提供动力。
4.4仿真平台
主要应用Simulink仿真模型，Simulink是Matlab中的重要组成部分，它提供了一种动态综合的建模方法，并且便于分析仿真结果。系统仿真对计算机的计算能力、实时性有很高的要求，因此采用实时仿真机，该机器运算能力强，实时性好，还具有良好的扩展能力，是航天电源系统实时仿真的最佳选择。
4.5电源控制器
目前电源系统应用频率最高的是太阳电池阵益电池组电源系统，该电源系统主要包括三部分:太阳能帆板，蓄电池和直接为负载提供电源，且负载电源控制器，这三部分为卫星不问断地提供电能并保障系统稳定可靠。太阳电池阵蓄电池组电源系统的工作模式为:光照期时，由太阳能帆板为负载供电，同时为首电池充电，将太阳能转化为电能;地影期时，由蓄电池为负载供电。能量传输方式多采用直接能量传递，将电能直接输入负载，传输效率高并且可靠。电源控制器是卫星电源系统中的重要组成部分。电源控制器主要有两类，类由分流调节器、充电调节器、放电调节器组成，另一类由串联开关调节器和峰值功率跟随器组成。其起到的作用是处理太阳电池阵的输出功率、对母线电压进行调整、控制蓄电池组的充放电、查找故障与分离、重构系统和管理测控，切实保障电源系统安全可靠运行。
五、结束语
基于航天领域对电源进行控制,通过调节电流、改变负载功率等实现对交流电源的有效调控。通过结合我国现阶段工业发展中所面临的问题,提出控制单机中电源系统在设计时的仿真参数、调试和改进等。根据国内实际情况选择合适型号对所做的研究有很大帮助与进步并具有一定参考价值。
参考文献
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[3]吴俊鹏,王猛.船舶航向变结构控制器的设计与仿真[J].自动化与仪表,2014:36-39.
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