微小卫星电源系统mppt模块的设计与实现

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1、⑧论文作者签名：翌塑堡指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：2Q!垒二Q三二Q窆堕院一一学一学一一丞丞一航一航一一空一空一一航一航一一学一学一～太太一江一江一一浙一浙一一授一授一拉塾垫汐一副一豇韭昱涛一名一堕堕堕堕堕学一堂堂学一学一丞玉云天一丞航一航一航一航一航一窒窒空一空一窒航一航一航一航一航一学一学一堂学一堂盔太太大一大一江一江一江一江一江一浙一浙一浙一浙一浙一一一授一授一援授一授一塾塾塾垫塾豇豇盈浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导

2、下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得堂垄太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：琴峭龄签字日期：加f午年弓月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝垄盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密

3、的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：、罗瞄诊导师签名：IVp拥冯V乙／致谢致谢一转眼已是毕业时节。在浙大求学生活的近三年里，无论是在学术上还是在生活中，师长、同学、朋友、亲人在各方面给我很多指导与关爱，收获颇多，在此致谢。、首先，向金仲和老师表示最衷心的感谢。金老师在工作繁忙之际，仍经常关心我的科研进展，在遇到困难时给出有启发性的指导意见，给我的科研道路指明了方向。金老师渊博的知识，敏锐的洞察力，严谨的作风都让我受益匪浅。感谢王春晖老师和金小军老师在我研究生阶段对我科研上细心的指导和生活上无谓不至的关怀。两位老师学术功底扎实，平易近人，从他们身上不仅学到

4、如何做科研，同时也学会了如何为人，终身受用。感谢课题组的郑阳明老师、王昊老师、王慧泉老师、吴昌聚老师、康晓黎老师在学习和生活上给我的关心、指导和帮助。感谢丁立聪师兄，丁立聪师兄在我刚进实验室时对我认真耐心的指导，让我少走了很多弯路。从师兄身上不仅学到了很多专业知识，还收获了很多为人处事的体会。感谢和我一起生活学习的王萌萌硕士、任晓欢硕士、李霞博士、童杰文硕士、丁泽伟硕士、蒋勇硕士、刘杰硕士、李建宇硕士，感谢你们在方方面面给我的无私帮助和勉励。感谢余礼杰硕士、王志远博士、顾安妮工程师在我毕业设计中所做的工作，感谢苏星博士、邓盛超博士、汪宏浩博士，杜超禹博士、刘智硕士以及

5、郭媛媛、何湘鄂、李剑丽、徐睁轩、周立阳给我的配合、帮助和支持。感谢我的家人25年来对我的支持与包容。罗明玲2014．1．20摘要摘要微小型航天器具有功能密度高、技术性能高、灵活性强、投资与运营成本低、系统建设周期短等诸多优点，在空间技术中发展良好并拥有很大的发展潜力。2010年9月22日，浙江大学自主研制的ZDPS．1A卫星发射成功，卫星正常在轨寿命三年有余，表明ZDPS．1A的电源系统满足各项设计要求，性能良好。本课题立足于ZDPS．1A卫星电源系统研制经验，针对XX卫星的具体任务要求，设计并实现了一个适用于XX卫星的最大功率追踪(MPPT)模块，以提高太阳能电池的

6、能量利用率。在太阳能电池的理论和工程模型的研究基础上，对太阳能输出特性及影响因素进行分析，建立了Matlab．Simulink下的太阳能电池模型和MPPT仿真模型。对常见的MPPT追踪算法进行分析和比较，进一步的仿真分析表明，扰动观察法适用于卫星电源MPPT模块。对扰动观察法的关键参数优化进行了理论分析，为MPPT扰动观察法的性能优化和整体效率的提高奠定了基础。为进行了根据XX卫星的实际轨道情况和选用的太阳能电池的参数和连接方式的基础，选择基于同步整流技术的四开关Buck．Boost(FSBB)拓扑作为MPPT模块的功率主电路。通过对该电路的功率损耗分析，将MPPT系

7、统设置工作在工作在降压模式、升压模式或者直通模式。同时，基于可靠性要求，设计了MPPT模块的备用模式，以实现卫星总体对电源系统MPPT模块失效时的控制。根据卫星高可靠性的要求和该模块高精度控制和控制端口需求大的实际情况，选择FPGA作为唯一的控制单元。对MPPT模块进行了基本的硬件平台测试结果，效率达到90％。同时，为了满足地面测试MPPT模块的追踪速度和精度，在解决太阳能电池模拟器接蓄电池无法正常工作的故障的基础上，建立太阳能电池模拟器联合MPPT模块的测试平台。在此测试平台上，测试MPPT模块采用扰动观察法的追踪效果，测试结果表明，追踪精度达到2