应用统计专题论文

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1、应用统计专题课程结课论文题目：太阳电池阵效能数据趋势性分析太阳电池阵效能数据趋势性分析摘要：太阳电池阵是在轨航天器主要的电源系统。太阳电池阵由连入一定电路的太阳电池纵横排列而成，利用阳光直接发电而无化学过程。在太阳电池阵的发展历程中，其构型不断演变，变得日趋先进与完善。如今太阳电池阵的设计更多的融入发散思维与创新思维，在向新的台阶跨进，以满足更为复杂的航天任务。但是在太阳电池阵在使用过程中，由于种种原因导致其效能发生改变，其表现之一是电池阵输出功率发生改变。本文通过太阳电池阵输出功率数据对太阳电池阵效能进行趋势性分析，并对对

2、太阳电池阵的未来发展趋势做出预测。关键词：SAS软件太阳电池阵功率ARIMA模型效能引言随着经济的不断发展，我国航天事业也在迅速的发展，谈到航天事业，就必须要提到太阳电池阵太阳电池阵。简称太阳阵（SolarArray），是航天器上的太阳能电池组成的阵列，由多个带盖片的单体太阳电池按供电要求以串、并联方式组成。它有着功率大、寿命长、质量小、构造简单、可靠等一系列优点，在宇宙空间中，它能吸收太阳的辐射能并将其转化为电能，为在轨航天器提供动力源。1957年前苏联发射的第一颗人造地球卫星开启了人类的空间探索时代。随着各种航天器的发射

3、运行，太阳电池阵作为航天器的电源不断更新以适应日益严苛的工作条件。20世纪60年代以来，随着载人飞船、空间站以及深空探测计划的进一步实施，对航天器太阳电池阵提出了更高的要求。如今人类对于宇宙空间的探索不断加深，航天器太阳电池阵所承担的任务也不断加剧，功能方面的不断细致化以及电力方面不断提高的需要等都在促使着航天器太阳电池阵不断地创新与进步。但是就是在使用过程中的种种原因导致太阳电池阵的效能发生了一些改变，一个物体的精华及意义就表现在其效能方面。航天事业对我国在军事，经济等方面的发展都起着决定性的作用，因此对太阳电池阵效能的研

4、究与预测对我国的发展有着极其重要的意义。一、太阳电池阵的原理多个带盖片的单体太阳电池按供电要求以串、并联方式组成太阳电池阵方阵。太阳电池的铺设方式主要有叠瓦式和平铺式两种。叠瓦式的单体电池交叠连接，方阵面积利用率高，但难以维修。平铺式连接应用较普遍，在两单体电池间留有间隙，用于安置互连条。互连后的电池组件敷设在方阵基板上（见航天器结构）。基板面密度为2.7～5公斤/平方米。方阵以体装式或展开式安装在航天器上。体装式方阵寿命初期的比功率为8.2瓦/公斤、28.8瓦/平方米。刚性展开式对日定向方阵寿命初期的比功率为26.6瓦/公

5、斤、94.3瓦/平方米。柔性卷式方阵的比功率达44瓦/公斤。砷化镓电池能在高温和高光强下工作，用它制成的聚光太阳电池阵在用于深空飞行时可望与放射性同位素温差发电器媲美。二、分析各设备太阳电池阵输出功率数据特征及数据处理下面通过分析设备一和设备二的太阳电池阵的输出功率来反应太阳电池阵的效能，接着对各设备平稳化后的功率时间序列进行分析拟合建立模型，通过建立的模型对太阳电池阵效能进一步作出预测。2.1异常点与缺失值的处理2.1.1异常点的检验与处理的理论依据异常点是一个时间序列观测值中，远离序列一般水平的极大值和极小值，可能会带来

6、虚假的信息，所以异常值的检验是不能忽视的。在理论上，假定正常的序列值{}是平滑的，而异常点是突变的，如是一个异常点，我们可以用来修正，即=2-太阳电池阵的效能不能直接观测，但是它的一些变化往往能从输出功率的变化中显现出来，分别选取设备一的太阳电池阵输出功率2795个数据和设备二的太阳电池阵输出功率2737个数据，得到两个输出功率的时间序列{}、{}（见附表1和附表2），{}、{}的时序图如图2.1.1和图2.1.2：图2.1.1设备一太阳电池阵输出功率图2.1.2设备二太阳电池阵输出功率由图2.1.2和图2.1.2可以很明显

7、看出具有异常点，其中设备一有8个异常点，分别是4，191，192，1099，1100，1707，1708，2221。设备二有3个异常点，分别是364，843，1180。通过公式=2-对异常点进行修正，设备一修正值为：1154.04，990.23，993.93，982.34，986.32，857.61，846.72，926.23；设备二的修正值为：976.61，987.05，1031.78。并用SAS程序运行得到修正后的数据序列图如图2.1.3和图2.1.4：图2.1.3设备一修正异常值后的输出功率图2.1.4设备二修正异常值

8、后的输出功率2.1.2缺失值的补足的意义与方法在采集数据时，有时会由于仪器故障，操作失误等原因，引起某些观测点上未能把观测值记录下来，这中缺少的观测值称为缺省值，当序列存在缺省值时，就破坏了系统运行的连续性，违背了时间序列的“顺序的重要性”的原则。严格的说，不能依据一个“残缺”的序列进行分