تحليل تجربي زيرسامانة توان الكتريكي يك ماهوارة مخابراتي در حالت آرام‌سازي در بستر سخت‌افزار در حلقه

HIL Experimental Analyses of Satellite Electrical Power Subsystem (EPS) in De-tumbling Mode

در اين مطالعه يك بستر آزمون سخت‌افزار در حلقه، طراحي و پياده‌سازي شده است كه از دستگاه شبيه‌ساز آرايه‌هاي خورشيدي، بار الكتريكي برنامه‌پذير، رايانة شبيه‌ساز، باتري‌ها و بردهاي شارژر و توزيع در اين حلقه استفاده شده است. حالت آرام‌سازي ماهواره به دليل تغييرات سريع و غيرقابل‌پيش‌بيني زاويه خورشيد با صفحات خورشيدي و عدم امكان آزمايش واقعي آن بر روي زمين از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. اين بستر سخت‌افزار در حلقه قابليت استفاده براي راستي‌آزمايي و آزمودن طراحي زيرسامانة توان الكتريكي براي هر نوع ماهواره را دارد. در اين مقاله، به عنوان نمونه، اين بستر براي يك ماهوارة مخابراتي پياده‌سازي شده است. ميزان تغييرات ولتاژ دو سر باتري، ميزان ظرفيت شارژ شدة باتري، بررسي صحت برد توزيع و برد شارژر، بررسي ميزان عمق دشارژ باتري و دفعات شارژ و دشارژ و بررسي ولتاژ دو سر باتري در برابر جريان‌هاي لحظه‌اي از موارد مورد بررسي در حالت آرام‌سازي مي‌باشد.

In this study, hardware in the loop (HIL) simulation consisting of solar array simulator, programmable electric load, charger board, distribution board and attitude and position simulator is designed and developed for the mentioned purpose. Because of satellite high angular velocity in de-tumbling mode, it is not possible to perform the experimental tests for power consumption analysis. Electricalpower HIL can be used for modifying, redesigning, and verification of the electricalpower subsystem design. The power consumption of communications satellite components is simulated in a de-tumbling mode. De-tumbling mode of operation is implemented in HIL test bed and the experimental results are extracted. The results consisting of battery voltage, battery capacity, current, depth of discharge and voltage stability are investigated. The results of this paper can be useful in the design, implementation and verification of electrical power subsystem for a wide range of satellites from LEO to GEO.