航天器新型固态配电技术研究 被引量：31

1

作者 郑先成 张晓斌 +1 位作者 高朝晖 吴小华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1430-1434,1450,共6页

为了满足航天器电功率不断增加及对可靠性提高的需求,基于固态配电和计算机综合管理技术,设计了关键器件固态功率控制器和配电中心原理样机。各种状态的试验结果表明固态配电技术可以为电源系统提供更全面的保护功能,可以减轻配电系统... 为了满足航天器电功率不断增加及对可靠性提高的需求,基于固态配电和计算机综合管理技术,设计了关键器件固态功率控制器和配电中心原理样机。各种状态的试验结果表明固态配电技术可以为电源系统提供更全面的保护功能,可以减轻配电系统的体积和重量,实现电源系统高度自主运行。配电中心为航天器的健康管理提供大量的有用信息,大大提高了航天器的可靠性,采用模块化设计技术便于不同型号航天器配电系统的扩展。 展开更多

关键词 固态功率控制器 固态配电 航天电源 卫星

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航天器直流电源系统稳定性分析方法研究 被引量：14

2

作者 万成安 于磊 刘建强 《航天器工程》 2009年第2期14-19,共6页

航天器直流分布式电源系统由于在母线上使用的直流/直流变换器等部件数量的迅速增加,导致各个部件间相互影响问题较为突出。文章就航天器直流分布式电源系统的稳定性问题进行了研究,对影响系统稳定性的主要因素进行了分析,并对目前在&qu... 航天器直流分布式电源系统由于在母线上使用的直流/直流变换器等部件数量的迅速增加,导致各个部件间相互影响问题较为突出。文章就航天器直流分布式电源系统的稳定性问题进行了研究,对影响系统稳定性的主要因素进行了分析,并对目前在"国际空间站"直流分布式电源系统稳定性研究中所采用的分析方法进行了比较研究。最后针对我国航天器直流分布式电源系统特点,提出了开展系统稳定性研究的建议。 展开更多

关键词 航天器 直流电源系统 DC/DC 稳定性 阻抗比 奈奎斯特判据

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基于光伏–储能集成功率模块的航天器分布式供电系统能量管理策略 被引量：15

3

作者 沈冲 吴红飞 +1 位作者 高尚 董晓锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期6674-6681,共8页

提出基于光伏–储能集成功率模块的航天器分布式供电系统及其能量管理策略。采用三端口变换器为基本模块连接航天器光伏发电单元和蓄电池储能单元,并构建空间分布式供电系统,实现了航天器分布式光伏和储能单元的高效集成化功率变换与能... 提出基于光伏–储能集成功率模块的航天器分布式供电系统及其能量管理策略。采用三端口变换器为基本模块连接航天器光伏发电单元和蓄电池储能单元,并构建空间分布式供电系统,实现了航天器分布式光伏和储能单元的高效集成化功率变换与能量管理;利用光伏剩余发电容量和蓄电池荷电状态动态调整各分布式集成三端口功率模块输出下垂系数,实现了各分布式光伏发电模块输出功率最大化,以及各分布式储能电池荷电状态均衡化。详细分析了提出的航天器分布式供电系统及其能量管理策略的基本原理,并通过实验验证了理论分析的正确性和可行性。 展开更多

关键词 航天器供电系统 分布式供电 能量管理 三端口变换器 下垂控制

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我国交会对接任务中航天器电源设计与应用 被引量：13

4

作者 王娜 黄峥 +2 位作者 马季军 陈启忠 田源 《载人航天》 CSCD 2013年第3期52-59,共8页

我国交会对接任务中,电源分系统实现了目标飞行器电源分系统和载人飞船电源分系统首次高低压两种体制电源分系统的联合应用。目标飞行器电源分系统为国内首个低轨高压电源分系统,突破了低轨高压防护、半刚性太阳电池翼、低轨长寿氢镍电... 我国交会对接任务中,电源分系统实现了目标飞行器电源分系统和载人飞船电源分系统首次高低压两种体制电源分系统的联合应用。目标飞行器电源分系统为国内首个低轨高压电源分系统,突破了低轨高压防护、半刚性太阳电池翼、低轨长寿氢镍电池等关键技术,确定了电源分系统技术方案、解决了低轨高压安全性设计难题,完成了产品研制和试验验证;载人飞船电源分系统为低压电源分系统,以载人航天安全性、可靠性为设计重点,充分试验验证了多种类电源并网、多机组并网等技术。交会对接任务实践证明,电源分系统的供电能力、可靠性等各项功能指标均满足工程及系统总体要求,相关应用技术成果有助于空间站工程研制。 展开更多

关键词 目标航天器 载人飞船 电源分系统 交会对接

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NASA在声振领域研究的新成果 被引量：12

5

作者 宋文治 《强度与环境》 2006年第2期58-64,共7页

近年来在航天工业中声振已产生了许多重要进展。本文介绍了在NASA格伦研究中心所完成的工程项目中在声振领域取得的一些成果。

关键词 声振环境预示软件 有效载荷整流罩 声填充因子试验 消声毯 飞船动力系统 环境/模态联合试验

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一种基于三端口变换器的航天器分布式供电系统 被引量：10

6

作者 张君君 吴红飞 +2 位作者 葛红娟 曹锋 邢岩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第24期6459-6466,共8页

提出一种以三端口变换器(three-port converter,TPC)为基本单元构成的航天器分布式供电系统架构及其功率控制方法。该系统包含多个独立的分布式输入源,分别连接各TPC模块的输入端;而集中式输出母线和储能母线则分别由各TPC模块的储能端... 提出一种以三端口变换器(three-port converter,TPC)为基本单元构成的航天器分布式供电系统架构及其功率控制方法。该系统包含多个独立的分布式输入源,分别连接各TPC模块的输入端;而集中式输出母线和储能母线则分别由各TPC模块的储能端和输出端并联连接得到。由于多个输入源之间功率存在差异且单个TPC含有3条功率路径,系统中各条传输路径上的功率难以确定。为了实现每条功率路径可控,提出"在储能装置处于放电状态时平均分配放电电流、在储能装置处于充电状态时按输入功率分配输出端功率"的新型功率控制方法,以保证系统所有工况下均能稳定运行并能够自然切换。实验结果表明了所提出分布式供电系统及其功率控制方法的可行性。 展开更多

关键词 三端口变换器 分布式供电系统 分布式控制 直流微电网 航天器供电系统

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一种航天器间并网供电方案的研究 被引量：10

7

作者 张大鹏 孟宪会 《航天器工程》 2009年第5期101-107,共7页

结合型号实际,对载人运输飞船与对接目标航天器之间的并网供电提出了一种设计方案。分析了并网供电需求及飞船电源系统的现状,初步研究了并网供电系统的组成、拓扑结构、工作原理;提出了并网控制器输出电压的一种计算方法;通过并网控制... 结合型号实际,对载人运输飞船与对接目标航天器之间的并网供电提出了一种设计方案。分析了并网供电需求及飞船电源系统的现状,初步研究了并网供电系统的组成、拓扑结构、工作原理;提出了并网控制器输出电压的一种计算方法;通过并网控制器与飞船电源系统的并网供电试验对设计方案进行了验证,结果表明此方案可以满足两个航天器间的并网供电要求。 展开更多

关键词 航天器 电源系统 并网供电

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数字孪生驱动多算法自适应选择的空间电源系统故障检测 被引量：7

8

作者 庞景月 赵光权 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期91-99,共9页

针对积累的空间电源系统遥测数据中故障数据不准确且不全面,进而导致地面长管系统很难根据实际发生的故障数据综合选择和评估故障检测模型有效性的问题,本文重点开展孪生数据驱动的空间电源系统故障检测模型优化选择方法研究。在充分分... 针对积累的空间电源系统遥测数据中故障数据不准确且不全面,进而导致地面长管系统很难根据实际发生的故障数据综合选择和评估故障检测模型有效性的问题,本文重点开展孪生数据驱动的空间电源系统故障检测模型优化选择方法研究。在充分分析电源系统组成、工作原理以及输入输出关系的基础上,利用Simulink构建航天器电源系统各组成单元的数字孪生模型,并结合故障机理分析在孪生模型中注入典型的故障,丰富故障数据种类及数量,基于孪生数据实现多种故障检测模型有效性的评估。实验表明,基于此框架产生的孪生数据与实测数据相似性达90%以上,可进行6种典型故障模式的注入,可对故障检测模型的阶跃型以及渐变型故障的检测能力进行有效评估,此种方法的研究可有效服务于实际的地面长管系统,为合理的故障检测模型的选择提供重要的模型与数据基础。 展开更多

关键词 航天器 电源系统 数字孪生 故障检测模型

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航天器供配电系统数字伴飞技术应用研究 被引量：7

9

作者 刘治钢 夏宁 杜青 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2020年第5期135-141,共7页

基于"数字孪生"概念,提出了航天器供配电数字伴飞系统的概念与功能要点,明确了可行的数字化模型和飞行事件/程序驱动的仿真策略是开展数字伴飞的基础,并提出了航天器供配电数字伴飞系统设计思路。在此基础上,开展了数据驱动... 基于"数字孪生"概念,提出了航天器供配电数字伴飞系统的概念与功能要点,明确了可行的数字化模型和飞行事件/程序驱动的仿真策略是开展数字伴飞的基础,并提出了航天器供配电数字伴飞系统设计思路。在此基础上,开展了数据驱动的模型动态修正方法和航天器供配电系统飞行状态监视与仿真预示2项关键技术研究。以嫦娥五号(Chang’e-5)月球探测器供配电系统为例,在整器热试验和无线联试中进行测试应用,稳态工况下的关键指标最大误差小于5%,平均误差小于2%,验证了供配电系统数字伴飞技术方案的可行性,对于后续开展航天器系统级多学科数字伴飞仿真验证具有参考作用。 展开更多

关键词 航天器 供配电系统 数字伴飞 数字孪生

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基于变权重主元分析的航天电源系统诊断方法研究 被引量：7

10

作者 秦剑华 王莉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期15-23,共9页

针对航天器电源系统部件耦合性强且工作状态变化引起系统故障诊断准确度低的问题,提出采用一种将变量权重与主元分析相结合的变权重分层主元分析方法（VW-HPCA）用于航天电源系统的故障诊断。变权重分层主元分析方法,采用＂全局＋多分... 针对航天器电源系统部件耦合性强且工作状态变化引起系统故障诊断准确度低的问题,提出采用一种将变量权重与主元分析相结合的变权重分层主元分析方法（VW-HPCA）用于航天电源系统的故障诊断。变权重分层主元分析方法,采用＂全局＋多分块＂分层主元分析结构,融合基于系统故障传播知识的权重分配矩阵,其中,全局主元模型用于辨识电源系统不同的工作状态,实现工作状态的聚类;分块主元模型则用于对不同工作状态下的故障进行快速诊断。该方法的优点在于融合了系统故障传播方向的知识,利用权重分配将强耦合的变量进行＂解耦＂,从而降低＂污染效应＂,避免了在变量强耦合系统中,非故障相关变量被判断为故障变量,导致故障辨识的准确度降低的问题。基于航天器电源系统综合模拟平台,分别在不同工作状态下,基于阶跃、缓变以及随机类型的不同故障条件,对方法的有效性进行了验证,结果表明,变权重分层主元分析方法可以有效提高主元分析方法在航天器电源系统中的诊断准确率。 展开更多

关键词 航天器 电源系统 变量权重 主元分析 故障诊断

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“天宫一号”目标飞行器系统级自主安全设计 被引量：6

11

作者 李智勇 《航天器环境工程》 2011年第6期525-528,共4页

为确保载人飞行器在长期飞行中的设备安全以及短期飞行中航天员的安全,需要从系统层面进行自主安全设计,使航天器在出现地面无法快速反应的故障时能够启动安全模式进行自我保护。文章以能源安全设计为主对"天宫一号"目标飞行... 为确保载人飞行器在长期飞行中的设备安全以及短期飞行中航天员的安全,需要从系统层面进行自主安全设计,使航天器在出现地面无法快速反应的故障时能够启动安全模式进行自我保护。文章以能源安全设计为主对"天宫一号"目标飞行器系统级自主安全设计进行了论述,总结了设计经验,对后续型号的设计提出了建议。 展开更多

关键词 目标飞行器 飞行安全 总体设计 能源系统

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航天器大功率固态配电关键技术研究 被引量：1

12

作者 赵建伟 李化义 +4 位作者 张明 范建锋 董浩轩 黄雷 刘俊尧 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期40-47,共8页

大功率固态配电需要解决在开关过程中电压变化率和电流变化率较高的问题,抑制在短路保护过程中功率管漏极和源极存在的振荡和高电压应力。采用“慢开通,慢关断”的控制方式,降低了开通和关断过程中的电压和电流变化率。通过降低关断过... 大功率固态配电需要解决在开关过程中电压变化率和电流变化率较高的问题,抑制在短路保护过程中功率管漏极和源极存在的振荡和高电压应力。采用“慢开通,慢关断”的控制方式,降低了开通和关断过程中的电压和电流变化率。通过降低关断过程中电流变化率和增大振荡回路阻尼的方法,抑制了短路保护关断过程中功率管漏源电压应力和振荡。在此基础上,研制了160 V/200 A固态配电样机,实验验证表明所采用的方法是有效的。该方法提高了大功率负载的配电可靠性,可为大功率固态配电在航天领域的应用提供参考。 展开更多

关键词 航天器电源系统 大功率固态配电 高可靠性 短路保护

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载人飞船电源系统并网供电特性研究 被引量：4

13

作者 钟丹华 唐筱 +1 位作者 舒斌 沈冰冰 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2020年第1期29-33,共5页

综述了载人飞船电源系统的并网供电功能,包括航天器内部的多种类异构电源并网和跨航天器间的电源并网,阐明了复杂的多域并网控制技术设计,以及域的划分策略和工作模式,根据飞行数据和试验数据,开展了并网供电特性研究。对于航天器内部... 综述了载人飞船电源系统的并网供电功能,包括航天器内部的多种类异构电源并网和跨航天器间的电源并网,阐明了复杂的多域并网控制技术设计,以及域的划分策略和工作模式,根据飞行数据和试验数据,开展了并网供电特性研究。对于航天器内部的异构电源并网,比较了非受控并网和受控并网的特点,重点研究了受控比例调节技术,指出了比例调节的设计目的和实现途径,给出了典型调节比例设计下的试验结果;对于跨航天器间的电源并网,指出了并网控制的设计策略,重点研究了光照区的受控并网控制技术,给出了不同工况条件下的并网控制特点和最佳控制区域,通过试验数据进一步验证了设计的正确性。所述研究结果对于并网供电设计,以及能量在航天器间的分配与传输具有借鉴意义。 展开更多

关键词 载人飞船 电源系统 并网供电 比例调节技术

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基于时空自注意力的航天器电源系统故障诊断

14

作者 陈义鹏 徐志强 +2 位作者 钟杰 张玉杰 苗强 《电子测量技术》 北大核心 2024年第7期184-191,共8页

航天器电源系统是航天器关键子系统之一,其运行状态直接影响整个航天器系统的寿命和性能,因此采用先进的技术对电源系统进行故障诊断,以此提高航天器在轨可靠性和安全性成为目前故障诊断领域的研究重点。基于深度学习的方法具有拟合能... 航天器电源系统是航天器关键子系统之一,其运行状态直接影响整个航天器系统的寿命和性能,因此采用先进的技术对电源系统进行故障诊断,以此提高航天器在轨可靠性和安全性成为目前故障诊断领域的研究重点。基于深度学习的方法具有拟合能力强、特征提取丰富等优势,成为故障诊断领域的主流方法。然而,在航天器电源系统故障诊断领域,主流的故障诊断方法无法捕获序列的长期依赖关系且局限于时间维度建模,严重影响故障诊断方法的性能。因此,本文提出一种基于时空自注意力机制的方法,对航天器电源系统进行高效准确的故障诊断。方法采用基于Transformer的编码器结构提取空间航天器遥测数据中的高维特征,并对其中的自注意力机制进行优化,采用时间卷积提取处理时序特征信息,并采用时间、空间双向自注意力机制提取数据中的时空特征,然后对模型提取的特征进行映射得到空间航天器故障诊断结果。最后在航空电源系统数据集上开展相关实验。实验结果表明与目前故障诊断领域常用的方法进行相比,所提方法具有更强的故障表征提取能力,可有效提高航天器电源系统故障诊断能力。 展开更多

关键词 故障诊断 航天器电源系统 时间卷积 自注意力

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猎户座飞船电源系统设计特点及启示

15

作者 张文杰 舒斌 +2 位作者 李恒 孔雷星 冷学敏 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第3期400-410,共11页

针对登月飞船电源系统在功率密度、承载性、安全性、可靠性等方面的更高要求,调研了美国猎户座飞船电源系统总体方案,发电、控制、储能等功能产品详细方案,以及部分地面测试和在轨飞行情况。对猎户座飞船电源系统供配电架构、冗余度及... 针对登月飞船电源系统在功率密度、承载性、安全性、可靠性等方面的更高要求,调研了美国猎户座飞船电源系统总体方案,发电、控制、储能等功能产品详细方案,以及部分地面测试和在轨飞行情况。对猎户座飞船电源系统供配电架构、冗余度及可靠性设计、电池类产品安全性设计、结构机构类产品承载性设计等进行分析,梳理出登月飞船电源系统研制过程中需重点关注的问题及建议,可为中国该类飞船电源系统研制提供技术参考。 展开更多

关键词 载人月球探测 猎户座飞船 电源系统 特点 启示

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航天电源双向DC/DC变换器的研究 被引量：4

16

作者 孙佳 吴小华 尹欣 《测控技术》 CSCD 北大核心 2014年第8期141-144,共4页

为了减轻航天器太阳能电池阵-蓄电池组电源系统的体积和重量,介绍了一种半桥式双向DC/DC变换器。对该变换器的工作原理进行了详细分析,并设计了双向半桥变换器在不同工作模式下的反馈控制环路。最后研制了一台600 W的实验样机,实验结果... 为了减轻航天器太阳能电池阵-蓄电池组电源系统的体积和重量,介绍了一种半桥式双向DC/DC变换器。对该变换器的工作原理进行了详细分析,并设计了双向半桥变换器在不同工作模式下的反馈控制环路。最后研制了一台600 W的实验样机,实验结果表明,该变换器不仅能够实现能量的双向流动,而且可以有效地减轻电源系统的体积和重量。 展开更多

关键词 航天电源 双向DC/DC变换器 闭环控制

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基于通用电源模块的卫星用分布式电源系统设计 被引量：3

17

作者 佟强 曲璐 刘贺 《电源学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期14-21,共8页

分布式电源系统相比集中式电源系统具有高冗余度、灵活度和可靠度的优势,逐渐成为航天电源系统的研究重点之一。从分布式电源系统结构出发,采用模块化设计手段,对系统的核心部件通用电源模块进行设计,并对基于APR模块和双向BCDR模块的... 分布式电源系统相比集中式电源系统具有高冗余度、灵活度和可靠度的优势,逐渐成为航天电源系统的研究重点之一。从分布式电源系统结构出发,采用模块化设计手段,对系统的核心部件通用电源模块进行设计,并对基于APR模块和双向BCDR模块的分布式电源系统进行工作模式分析与控制策略设计,最后通过实验证明该控制策略的有效性,为航天器分布式电源系统设计与发展,提供了有益的借鉴。 展开更多

关键词 航天器 分布式电源系统 功率调节 控制策略 模块化设计

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空间电源最大功率跟踪控制仿真分析 被引量：3

18

作者 赵敏 王骞 +1 位作者 李铁才 王子才 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第2期99-102,233,共5页

随着空间飞行器探测深度的推进,日照和温度变化范围变宽。为使太阳能帆板电源功率输出满足深空探测的需求,需利用最大功率跟踪技术,对空间电源太阳阵的工作点进行调整。但MPPT系统是通过修改MEA的参考基准实现最大功率跟踪,使母线电压... 随着空间飞行器探测深度的推进,日照和温度变化范围变宽。为使太阳能帆板电源功率输出满足深空探测的需求,需利用最大功率跟踪技术,对空间电源太阳阵的工作点进行调整。但MPPT系统是通过修改MEA的参考基准实现最大功率跟踪,使母线电压跟随基准信号变化,传统的S3R架构控制方法,使最大功率跟踪和母线全调节控制难以融合在一起。为解决上述问题,给出了一种三域(SUN域、BCR域及BDR域)两模式(电流模式及电压模式)的控制方式,在实现MPPT的同时也可实现卫星电源母线的全调节。在使用电导增量法对空间电源中的MPPT变换器模块进行建模及仿真验证基础上,保证单体模型正确后,使用MPPT变换器模型搭建了全调节母线模型,通过仿真分析,验证了改进的MPPT全调节母线控制策略的可行性,为空间电源最大功率跟踪控制的硬件实现奠定了坚实的基础。 展开更多

关键词 最大功率跟踪 空间电源系统 全调节母线 建模 仿真

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航天器电源系统的动态特性研究 被引量：3

19

作者 韩大鹏 税海涛 +1 位作者 曾国强 王炎娟 《航天器工程》 2012年第5期76-80,共5页

对采用锂离子电池作为供电部件的航天器电源系统进行动态特性研究,以关键的内阻参数为变量建立传递函数,描述用电部件上电时引起的瞬时电流与电压动态变化的关系,对单个用电部件提出阻抗匹配的规则,对多个用电部件的复杂电源系统建立离... 对采用锂离子电池作为供电部件的航天器电源系统进行动态特性研究,以关键的内阻参数为变量建立传递函数,描述用电部件上电时引起的瞬时电流与电压动态变化的关系,对单个用电部件提出阻抗匹配的规则,对多个用电部件的复杂电源系统建立离散仿真模型。以使用无电压调节母线的航天器作为案例研究,仿真结果显示,文章提出的研究方法能够有效反映多个部件上电过程中母线电压的动态特性,可为电源系统的设计提供参考。 展开更多

关键词 航天器 电源系统 动态特性

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航天器电气负载智能管理技术的研究 被引量：2

20

作者 邓晓彬 谭小野 +1 位作者 万成安 王中阳 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2009年第3期443-445,454,共4页

随着复杂性、综合化、智能化程度的不断增加,新型航天器对于电气负载智能管理技术的需求也显得更加迫切;在对航天器配电系统和电气负载管理技术的发展进行分析后,提出了一种新型电气负载智能管理方法;基于这种方法建立了电气负载智能管... 随着复杂性、综合化、智能化程度的不断增加,新型航天器对于电气负载智能管理技术的需求也显得更加迫切;在对航天器配电系统和电气负载管理技术的发展进行分析后,提出了一种新型电气负载智能管理方法;基于这种方法建立了电气负载智能管理系统的结构,并对系统中的关键技术进行了简要的介绍,对于其可行性进行了探讨;系统模拟实验结果表明采用电气负载智能管理方法切实有效,可以提高航天器配电系统的可靠性和可维护性以及功率密度。 展开更多

关键词 航天器 电气负载 配电系统 智能管理 负载优先级

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