Имитатор зарядных характеристик аккумуляторной батареи для испытания систем электропитания космических аппаратов

Мизрах Е.А.; Волочаев М.Н.

6. Задача компьютерного моделирования при создании крупногабаритных трансформируемых рефлекторов / С. В. Пономарев, В. И. Халиманович // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики : материалы 5 Всерос. науч. конф., Томск, 3-5 окт., 2006. С. 38-42.

References

1. Patent W02011089198 «Six-rod construction» (Assignee - SCHWAB MARTIN, Germany).

2. Patent of Russian Federation RU2370864 «Umbrella-type antenna of the space vehicle» / V. I. Halimanovich, A. I. Velichko, G. V. Shipilov, A. V. Romanenko, etc., 2008.

3. Patent of Russian Federation RU2418346 «Umbrella-type antenna of the space vehicle» / N. A. Testoedov, V. I. Halimanovich, A. I. Velichko, A. V. Lekanov, G. V. Shipilov etc., 2009.

4. Selection of instrument structure of the large-sized transformed antenna geometry definition system / G. P. Titov, M. G. Mathylenko, E. V. Bikeev, M. O. Doro-

feev // Reshetnevsky readings: materials of XV Mezhdunar. scientific conference, devoted Memories gener. the designer rocket.-spac. systems acad. M. F. Reshetneva (on November, 10-12th 2011, Krasnoyarsk): in 2 unit // under gen. edit. JU.JU.Loginov; SybGAU. Krasnoyarsk, 2011, p. 98-99.

5. Oscillations elastic influence research of large-sized construction elements of the space vehicle on distortion of reflector geometrical performances // V. А. Bushinsky, O. P. Klishev, A. I. Matyrev // Astronaut. and rocket. 2007. № 2, p. 102-108.

6. Problem of computer modeling at creation of large-sized transformed reflectors / S. V. Ponomarev, V. I. Hali-manovich // Fundamental and application problems of modern mechanics : materials 5 All-Russia scientific conferences, Tomsk, 3-5 october, 2006. p. 38-42.

УДК 621.311.69

ИМИТАТОР ЗАРЯДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Е. А. Мизрах, М. Н. Волочаев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. Е-mail: [email protected]

Разработана и исследована P-Spice модель устройства, имитирующего зарядные характеристики Li-ion аккумуляторной батареи. Имитатор предназначен для испытаний систем электропитания космических аппаратов в наземных условиях.

Ключевые слова: системы электропитания, имитатор, аккумуляторная батарея, зарядные характеристики, моделирование.

ACCUMULATOR BATTERYCHARGER CHARACTERISTIC IMITATOR FOR POWER SUPPLY SYSTEMS OF SPACECRAFT TESTING

E. A. Mizrah, M. N. Volochaev

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. Е-mail: [email protected]

The P-Spice model of the device that simulates the charging descriptions of Li-ion battery was developed and analyzed. The imitator is destined to testing power supply systems of spacecrafts in earth-based conditions.

Keywords: power supply systems, imitator, accumulator battery, charger characteristic, modeling.

Для наземных испытаний систем электропитания (СЭП) широко используются имитаторы аккумуляторных батарей (АБ). Основными недостатками известных имитаторов АБ являются: а) недостаточная точность воспроизведения зарядных и разрядных характеристик Li-ion АБ; б) отсутствие имитации динамических характеристик (полного внутреннего сопротивления) АБ, что снижает качество проводимых электрических испытаний СЭП.

В работе исследованы статические и динамические характеристики имитатора зарядных характери-

стик АБ (рис. 1) с помощью пакета схемотехнического моделирования М1сго-САР.

В составе СЭП ЗУ обеспечивает заряд АБ постоянным током. НРЭ, УН1 и ДН образуют контур стабилизации напряжения иАБ. Воспроизведение зарядных характеристик (зависимости напряжения иАБот емкости С) обеспечивается с помощью функциональной обратной связи, содержащей ДТ, ИНТ, УН2 и ФП.

Для исследования статических и динамических характеристик АБ в режиме заряда разработана в сре-

Системы управления, космическая навигация и связь

де Мюго-САР Р-8р1се модель (рис. 2), соответствующая структурной схеме (рис. 1).

Для имитации заряда в М1сго-САР в качестве ФП использовался функциональный источник напряжения, характеристика которого иФП(С) определяется выражением

Ифп(С) = ихх - иАБ(С),

где С - емкость АБ; иАБ(С) - зарядная характеристика АБ (рис. 3).

Обеспечение заданных динамических характеристик (полного внутреннего сопротивления) АБ потребовало введения коррекции в прямую цепь имитатора, а также дополнительных индуктивностей и сопротивления. Результаты моделирования представлены на рис. 4.

Рис. 1. Структурная схема имитатора зарядных характеристик АБ ЗУ - зарядное устройство; НРЭ - непрерывный регулирующий элемент; ДН - делитель напряжения; ДТ - датчик тока; ИНТ - интегратор; УН - усилитель напряжения; ФП - функциональный преобразователь

Рис. 2. Р-8рюе модель зарядных характеристик имитатора АБ

Рис. 3. Характеристики имитатора АБ и приведенная ошибка воспроизведения характеристики иАБ(С)

Рис. 4. Импеданс имитатора АБ и приведенная ошибка воспроизведения импедансных характеристик

Результаты моделирования показали, что разработанный имитатор АБ позволяет достаточно точно воспроизводить не только зарядные характеристики, но и импедансные частотные характеристики Li-ion АБ. Приведенная ошибка воспроизведения зарядных

характеристик не превышает 1,5 %, импедансных частотных характеристик - 3 %.

УДК 62-1/-9

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРБИТАЛЬНОЙ ИНСПЕКЦИИ

В. А. Николаев, О. Б. Фисенко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected], [email protected]

Рассматривается возможность системного анализа для улучшения работоспособности космических аппаратов-инспекторов.

Ключевые слова: космический аппарат-инспектор, орбитальная инспекция, системный анализ.

SYSTEM ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF ORBITAL INSPECTION

V. A. Nikolaev, O. B. Fisenko

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: [email protected], [email protected]

This article considers the possibility of systems analysis to improve the survivability of the spacecraft - the inspectors.

Keywords: Spacecraft inspector, orbital inspection, systems analysis.

Данный этап развития космической техники обозначен как интенсивный рост числа создаваемых и запускаемых космических аппаратов на околоземную орбиту.

Но трудность, возникшая на данном этапе, заключается в том, что наземные средства контроля космического пространства неспособна обеспечить достаточной информацией о назначении космических аппаратов, технических характеристиках, особенностях функционирования.

Возникают задачи, которые решаемы средствами космического базирования:

• распознавание космического объекта;

• распознавание работоспособности и технического состояния;

• контроль космической обстановки.

Для решения этих задач существуют космические аппараты-инспекторы.

На данном этапе развития известны успешно реализованные проекты КА-инспекторов:

• «XSS», «SBSS», система «Orbital Express» -США;

• «BX-1», «Шицзянь-12» - Китай;

• «Prisma» - Швеция;

• «SNAP» - Великобритаия.

Все космические аппараты-инспекторы имеют одну цель - получение информации за заданное время, а также характеризуются требованиями:

• маневренность КА;

• оперативность выполнения поставленной задачи. (Для этого требуется увеличение силы тяги двигателей и мощности энергоустановки. Результатом является увеличение массы аппарата).

КА-инспекторы оснащены химическими ракетными двигателями, но наряду с данными двигателями практический интерес вызывают КА, осуществляющие инспекцию с малой тягой, создаваемой электрореактивными энергодвигательными модулями.

При проектировании сложных технических систем применяется системный подход.

Задачей системного проектирования является выбор проектных параметров космических аппаратов, универсальных для решения поставленных задач.

Так, актуальной проблемой становится разработка методики анализа эффективности космической инспекции с помощью КА-инспекторов.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Мизрах Е. А., Волочаев М. Н.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Мизрах Е. А., Волочаев М. Н.

ACCUMULATOR BATTERYCHARGER CHARACTERISTIC IMITATOR FOR POWER SUPPLY SYSTEMS OF SPACECRAFT TESTING

Текст научной работы на тему «Имитатор зарядных характеристик аккумуляторной батареи для испытания систем электропитания космических аппаратов»