CubeSat卫星电源系统的优化设计与实现
| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 引言 | 第12-13页 |
| 1.2 CubeSat卫星技术的发展现状 | 第13-15页 |
| 1.3 CubeSat电源系统发展现状 | 第15-21页 |
| 1.3.1 电源系统各部件的发展 | 第15-17页 |
| 1.3.2 电源系统的发展现状 | 第17-21页 |
| 1.4 本论文的工作 | 第21-22页 |
| 1.5 本论文创新点 | 第22-24页 |
| 2 CubeSat卫星电源系统设计 | 第24-36页 |
| 2.1 CubeSat电源系统简介 | 第24-26页 |
| 2.1.1 电源系统需求分析 | 第24-25页 |
| 2.1.2 电源系统关键指标 | 第25-26页 |
| 2.1.3 总体结构 | 第26页 |
| 2.2 CubeSat电源系统硬件设计 | 第26-32页 |
| 2.2.1 太阳能电池阵 | 第26-28页 |
| 2.2.2 锂电池组 | 第28-29页 |
| 2.2.3 电源变换器 | 第29-30页 |
| 2.2.4 电源监测设备 | 第30-31页 |
| 2.2.5 电源控制设备 | 第31-32页 |
| 2.3 CubeSat控制单元FPGA总体设计 | 第32-34页 |
| 2.3.1 控制芯片的选择 | 第32-33页 |
| 2.3.2 电源系统FPGA外部接口 | 第33页 |
| 2.3.3 电源系统FPGA内部模块 | 第33-34页 |
| 2.4 本章小结 | 第34-36页 |
| 3 MPPT模块优化设计 | 第36-52页 |
| 3.1 MPPT基本原理与算法 | 第36-38页 |
| 3.1.1 太阳电池特性 | 第36-37页 |
| 3.1.2 MPPT原理 | 第37-38页 |
| 3.1.3 MPPT算法 | 第38页 |
| 3.2 MPPT配置方式优化设计原理 | 第38-43页 |
| 3.2.1 优化的MPPT配置方式 | 第38-39页 |
| 3.2.2 模型的建立 | 第39-41页 |
| 3.2.3 太阳能电池阵列Pm模型 | 第41页 |
| 3.2.4 MPPT电路的ηM模型 | 第41-43页 |
| 3.3 仿真结果 | 第43-46页 |
| 3.3.1 仿真参数设置 | 第43-44页 |
| 3.3.2 仿真结果 | 第44-46页 |
| 3.4 MPPT模块整体设计 | 第46-50页 |
| 3.4.1 设计指标 | 第46-47页 |
| 3.4.2 MPPT结构设计 | 第47-48页 |
| 3.4.3 MPPT电路设计 | 第48-49页 |
| 3.4.4 MPPT控制系统设计 | 第49-50页 |
| 3.5 本章小结 | 第50-52页 |
| 4 电源智能管理中心设计 | 第52-70页 |
| 4.1 整体功能设计 | 第52-53页 |
| 4.2 通信总线接口设计 | 第53-59页 |
| 4.2.1 CAN总线硬件设计 | 第53-54页 |
| 4.2.2 CAN总线软件设计 | 第54-55页 |
| 4.2.3 CAN总线系统设计 | 第55-58页 |
| 4.2.4 备用总线设计 | 第58-59页 |
| 4.3 指令执行单元设计 | 第59-60页 |
| 4.4 电源自主检测系统设计 | 第60-64页 |
| 4.4.1 可能的故障分析 | 第60-61页 |
| 4.4.2 自检过程设计 | 第61-62页 |
| 4.4.3 采样功能设计 | 第62页 |
| 4.4.4 故障判断和处理 | 第62-64页 |
| 4.4.5 自检时间预估 | 第64页 |
| 4.5 能量管理 | 第64-68页 |
| 4.5.1 工作模式切换 | 第64-66页 |
| 4.5.2 上电时序设计 | 第66-68页 |
| 4.6 本章小结 | 第68-70页 |
| 5 电源系统的初步测试 | 第70-84页 |
| 5.1 MPPT模块性能测试 | 第70-76页 |
| 5.1.1 实验测试平台搭建 | 第70-71页 |
| 5.1.2 MPPT静态和动态跟踪测试 | 第71-74页 |
| 5.1.3 MPPT功率主电路效率测试 | 第74-76页 |
| 5.2 供电模块性能测试 | 第76-79页 |
| 5.3 电源管理中心性能测试 | 第79-82页 |
| 5.4 本章小结 | 第82-84页 |
| 6 总结和展望 | 第84-86页 |
| 6.1 总结 | 第84-85页 |
| 6.2 展望 | 第85-86页 |
| 7 参考文献 | 第86-90页 |
| 8 作者简介 | 第90页 |
