Резервированная аппаратура регулирования и контроля системы электроснабжения малого космического аппарата тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.12, кандидат наук Романенко, Алексей Сергеевич

• Романенко, Алексей Сергеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Романенко, Алексей Сергеевич

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АППАРАТУРЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ (АРКСЭС) СОВРЕМЕННЫХ МАЛЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ (МКА)

1.1. Этапы развития АРКСЭС космических аппаратов

1.2. Краткий обзор АРКСЭС современных МКА

1.2.1. Научно-исследовательский МКА «CryoSat»

1.2.2. Научно-исследовательский МКА «CHAMP»

1.2.3. Навигационный МКА GIOVE A (GSTB-V2/A)

1.2.4. МКА «RapidEye» для дистанционного зондирования Земли

1.2.5. Связной МКА «Гонец-М»

1.2.6. Экспериментальная модель МКА «Союз-Сат-О» для дистанционного зондирования Земли

1.3. Анализ и классификация структур СЭС современных МКА

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. МОДЕЛИ СЭС С 82С-РЕГУЛЯТОРОМ МОЩНОСТИ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ (СБ) И ДВУМЯ АККУМУЛЯТОРНЫМИ БАТАРЕЯМИ (АБ)

2.1. Выражение энергобаланса СЭС с двумя АБ и АРКСЭС на базе с S2C-регулятора мощности СБ

2.1.1. Анализ выражения энергобаланса СЭС на базе АРКСЭС с параллельно-последовательной структурой

2.1.2. Схемы распределения мощности СБ в СЭС с двумя АБ и АРКСЭС на базе 82С-регулятора мощности СБ и выражение энергобаланса

2.2. Имитационная модель СЭС

2.2.1. Структура имитационной модели системы электроснабжения

2.2.2. Модель управляемой солнечной батареи

2.2.3. Модель аккумуляторной батареи

2.2.4. Модели нагрузки и выходных диодов АРКСЭС

2.2.5. Модель системы управления АРКСЭС

2.3. Оценка коэффициента энергетической эффективности СЭС на имитационной модели

Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. ТРАНЗИСТОРНЫЙ СИЛОВОЙ КЛЮЧ 82С-РЕГУЛЯТОРА

МОЩНОСТИ СБ

3.1. Требования к ключу 82С-регулятора мощности СБ и его драйверу управления

3.2. Принципы построения транзисторных ключей 82С-регулятора мощности СБ и их драйверов управления

3.3. Результаты исследований работы ключа регулятора мощности секционированной СБ на его модели и экспериментальном макете

Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АРКСЭС НА БАЗЕ S2C-

РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ СБ ДЛЯ МКА «СОЮЗ-САТ-О»

4.1. Модуль системы управления АРКСЭС

4.2. Модуль ключей 82С-регулятора мощности СБ

4.3. Модуль драйверов ключей 82С-регулятора мощности СБ

4.4. Характеристики изготовленного образца АРКСЭС

Выводы по 4 главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А Программа расчёта необходимой для энергобаланса площади СБ и коэффициента энергетической эффективности СЭС с S2C-

регулятором мощности СБ и двумя АБ в программном пакете MathCAD

Приложение Б Программы описания и расчёта модели управляемой СБ

Приложение В Акты о внедрении

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

КА - Космический аппарат

МКА - Малый космический аппарат

СЭС - Система электроснабжения

АРКСЭС - Аппаратура регулирования и контроля системы

электроснабжения

САС - Срок активного существования

ЗУ - Зарядное устройство

РУ - Разрядное устройство

СН - Стабилизатор напряжения

ЭРМ - Экстремальный регулятор мощности

ИМ СЭС — Имитационная модель системы электроснабжения

КПД - Коэффициент полезного действия

ВАХ - Вольт-амперная характеристика

ВВХ - Вольт-ваттная характеристика

БФК - Блок формирования коэффициентов

СБ - Солнечная батарея

ССБ - Секционированная солнечная батарея

УСБ - Управляемая солнечная батарея

АБ - Аккумуляторная батарея

ПБ - Программный блок

СУ - Система управления

ДШ - Дешифратор

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Резервированная аппаратура регулирования и контроля системы электроснабжения малого космического аппарата»

ВВЕДЕНИЕ

Малые космические аппараты (МКА) - это условное обозначение класса космических аппаратов, имеющих массу до 500-1000 кг (граница условная). Создание современных МКА является новым и перспективным направлением, оно активно развивается во всём мире, так как увеличивает возможность доступа к космосу ещё большему количеству частных и государственных компаний, а также открывает новые направления в космической отрасли (например создание орбитальной группировки МКА для формирования единой системы). МКА предназначались для задач дистанционного зондирования Земли (Kyokko, Космос, Bhaskara, QFEQ, EarlyBird, Eros и.т.д.) [1,2], научно-исследовательских и экспериментальных задач (Спутник, Авангард, San Marco, Heos, ISIS, Solrad, Aureole, Explorer, и.т.д.), задач связи и теле-радио-вещания (ATS, Skynet, Don Fang Hong, Shi Jian, Гонец-М, Globalstar и.т.д.), метеорологии, океанографии, геодезии (TIROS, ESSA, Nimbus, ITOS, Lageos, GMS, GFO, ROCSAT, и.т.д.). К настоящему времени количество запусков МКА на различные орбиты составляет не менее 30 штук в год (рисунок 1) [1, 3].

3 p 1 □ Нано И Микро(Мк В Мини(Мн)

1 1 п é 3ft

I 1 § i Ё 9 i -1 21 9 1 ш 10 1 S 12 23 Ж

1 -п- 1 1 I 44- i 1 ззг i 1 "ЗЁ § i I -w- g Ê 3JE i -Ж г 7 i S i 1

ш Ш ^ á « Z--ft- — 4 ÊiË i

1981 1986 1991 1996 2001 2006

Рисунок 1 - Количество МКА выведенных на орбиту до 2010 года

Относительное количество выведенных на орбиту МКА из всех выведенных КА за период с 1990 по 2010 год представлено на рисунке 2 [4, 5]. На фоне запусков всех КА линия регрессии характеризуется плавным нарастанием, что говорит о постепенном увеличении интереса к МКА.

100т

,„1___j___!_ .1_¡- _Ч--" ■■■■______ . 1 1 1 I _____(_[_,

1990 1995 2000 2005 2010

Год

Рисунок 2 - Количество выведенных МКА относительно всех КА

В России использование МКА активно осваивается. Среди выведенных на орбиту, известны микроспутники, созданные университетами совместно с крупными в космической отрасли Российскими компаниями, это: «ТНС» (РНИИ космического приборостроения совместно с ИПМ им. М. В. Келдыша РАН), «Университетский» и «Татьяна» (МГУ им. М. В. Ломоносова), «Колибри» (ИКИ РАН), «Юбилейный» и «МиР» (ОАО «Информационные спутниковые системы им. М. Ф. Решетнёва»), «Бауманец» (МГТУ им. Н. Э. Баумана) [6, 7] и др. Прорабатываются новые технические решения на микроспутниках «Юбилейный 2» (ОАО «ИСС им. М. Ф. Решетнёва»), «Аист 1», «Аист 2», «Аист 3» (ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс») [8, 9]. Среди Российских миниспутников, выведенных и функционирующих на околоземных орбитах, известны «Гонец-М» (ОАО «ИСС им. М. Ф. Решетнёва») [6], «Канопус-В» (ВНИИЭМ) [10].

Растущий интерес заказчиков к МКА объясняется тем, что за счёт упрощения космического аппарата (КА) и снижения его массогабаритных показателей уменьшается стоимость разработки и изготовления, а также услуг по выведению

на орбиту. Однако при этом выдвигаются требования к высокому уровню надёжности, длительному сроку службы [11], радиационной стойкости и др. важных параметров бортовой аппаратуры, поэтому перед разработчиками МКА стоит сложная задача - найти компромисс между уменьшением массогабаритных показателей бортовых систем и сохранением высокого уровня требований, предъявляемых к параметрам космической техники. В связи с этим непрерывно ведётся поиск наиболее оптимальных технических решений построения бортовых систем МКА. Особенно это касается системы электроснабжения (СЭС), так как она является наиболее крупногабаритной и должна быть отказоустойчивой (СЭС любого космического аппарата является одной из важнейших систем, от которой в первую очередь зависит функционирование всего КА). Достаточная отказоустойчивость СЭС часто достигается с помощью различных способов резервирования её элементов, однако в зависимости от структуры построения аппаратуры регулирования и контроля СЭС (АРКСЭС), повышение живучести может вызвать недопустимое для МКА увеличение массогабаритных показателей.

АРКСЭС современных МКА строятся на базе импульсных преобразователей напряжения, на базе транзисторных регуляторов мощности секционированной солнечной батареи без импульсных преобразователей, либо комбинированными. Среди данных структур известны классические, отработанные на больших КА структуры АРКСЭС, а также имеются новые. Каждая структура обладает рядом индивидуальных преимуществ и недостатков, однако структуры, имеющие в своём составе импульсные преобразователи, при их полном резервировании ведут к недопустимому для МКА увеличению массы и габаритов АРКСЭС (из-за громоздких конденсаторов и магнитных элементов). Для МКА «Союз-Сат-О» в ОАО «НПЦ «Полюс» совместно с ПО «Полёт» разработана новая структура СЭС на базе АРКСЭС без импульсных преобразователей напряжения. В данную СЭС входит солнечная батарея, разделённая на 16 секций, две аккумуляторные батареи и полностью резервированная АРКСЭС, которая имеет большой набор контролируемых параметров, несколько автономных и управляемых с Земли режимов работ и один из самых высоких удельных массогабаритных показателей (Вт/кг).

Разработанная СЭС отказоустойчива к выходу из строя одного её любого элемента, структура её АРКСЭС является новой и перспективной для применения в МКА, однако мало изученной. Для исследований данной СЭС необходимо иметь имитационную модель, позволяющую изменять её структуру и учитывающую программный алгоритм работы её АРКСЭС, поэтому является актуальной научно-технической задачей создание инструмента для исследования и разработки СЭС на базе АРКСЭС без импульсных преобразователей в энергетическом канале, и оценка энергетических характеристик СЭС при принятом алгоритме работы, а также разработка и исследование её базовых узлов.

Разработкой СЭС МКА занимаются Российские компании: ОАО «НПЦ «Полюс» (г. Томск), ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнева» (г. Железногорск), ФГУП ГНП РКЦ «ЦСКБ Прогресс» (г. Самара), ПО «Полёт» (г. Омск) и др., а также зарубежные компании: Surrey Satellite Technology Ltd (Великобритания), Clyde Space Ltd (Шотландия), ASTRIUM (Германия). Большой вклад в исследования СЭС КА внесли учёные: А. И. Чернышёв, Б. П. Соустин, В. И. Иванчура, Ю. А. Шиняков, А. Б. Токарев, В. С. Кудряшов, К. С. Кларк, А. Кэйпел и др.

Объектом исследований настоящей работы является резервированная АРКСЭС без импульсных преобразователей в энергетическом канале.

Предметом исследований является структура резервированной АРКСЭС без импульсных преобразователей напряжения, алгоритмы управления АРКСЭС и энергетические характеристики.

Целью диссертационной работы является разработка структуры резервированной АРКСЭС без импульсных преобразователей напряжения и исследование её энергетических характеристик.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ современных структур СЭС МКА.

2. Получить выражение энергобаланса и имитационную модель СЭС без импульсных преобразователей напряжения, и использовать их в качестве

инструмента, позволяющего достоверно находить необходимую площадь солнечной батареи, емкость аккумуляторной батареи, энергетические характеристики СЭС при заданных алгоритме работы АРКСЭС, циклограммах мощности нагрузки и мощности солнечной батареи.

3. Разработать и исследовать принципы построения резервированных транзисторных ключей АРКСЭС и их устройств управления.

4. Разработать практические схемы устройств и систем, реализующих АРКСЭС без импульсных преобразователей напряжения.

Основная идея диссертации состоит в исследовании и разработке АРКСЭС, базирующейся на принципе разделения солнечной батареи на секции и их коммутации на несколько аккумуляторных батарей группами транзисторных ключей для регулирования мощности солнечной батареи по заданному алгоритму.

Методы исследований базируются на общих положениях теории баланса мощности в электрических цепях, вычислительных методах с использованием современных инструментальных систем, методах математического и имитационного моделирования в программных пакетах Ма&САО и Ма^аЬ, методах построения булевых моделей надёжности, а также методах автоматного программирования и физического макетирования.

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов диссертационной работы подтверждается обоснованностью принятых допущений, адекватностью элементов моделей, численными расчётами, экспериментальной проверкой, компьютерным моделированием, а также удовлетворительной сходимостью численных результатов, полученных на энергобалансной и имитационной моделях СЭС.

Научная новизна работы заключается в теоретических разработках и практических исследованиях, суть которых состоит в следующем:

1. Разработана новая структура резервированной АРКСЭС (защищена патентом РФ № 95191 на полезную модель), отличающаяся тем, что регулирование мощности секционированной солнечной батареи осуществляется в цепи двух аккумуляторных батарей транзисторными ключами с частотой переключений не

более 1 Гц, что позволяет осуществлять гарантированную работоспособность СЭС при отказе одного из её элементов при высоких удельных массогабаритных показателях АРКСЭС.

2. Создана имитационная модель СЭС на базе новой структуры АРКСЭС, содержащая модели управляемой солнечной батареи, системы управления на базе метода автоматного программирования, которая позволила оценить необходимую площадь солнечной батареи, коэффициент энергетической эффективности и ёмкость аккумуляторной батареи при заданных алгоритме работы, циклограммах мощности нагрузки и солнечной батареи.

3. Получено новое аналитическое выражение энергобаланса СЭС на базе АРКСЭС без импульсных преобразователей напряжения на основе схем распределения мощности солнечной батареи, позволившее подтвердить адекватность имитационной модели СЭС.

4. Разработаны принцип построения транзисторных ключей регулятора мощности солнечной батареи для новой АРКСЭС, при котором отказ транзистора на короткое замыкание не нарушает нормальную работоспособность ключа, и принцип построения устройств управления ключами, которые позволили повысить отказоустойчивость СЭС и обеспечить безопасные режимы работы аккумуляторных батарей.

Практическая ценность научных результатов работы заключается в повышении качества и сокращении времени проектирования СЭС на базе АРКСЭС без импульсных преобразователей напряжения с помощью разработанного моделирующего комплекса. Практически реализованы ключи регулятора мощности солнечной батареи, допускающие отказ одного из транзисторов на короткое замыкание, а также их резервированных устройств управления. Результаты проведённого анализа принципов работы предложенного ключа и его устройства управления подтвердили обеспечение безопасной работы транзисторов и аккумуляторных батарей.

Построенные модели (имитационная и энергобалансная) могут быть положены в основу построения диалогового аппаратно-программного комплекса

и

испытаний и исследований СЭС для КА, а принципы построения имитационной модели и некоторых её блоков могут послужить для построения модели улучшенной или другой СЭС.

Внедрение результатов работы Результаты диссертационных исследований использованы в «НИИ КС имени А. А. Максимова» - филиале ФГУП «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева» при проведении опытно-кострукторских работ по разработке экспериментальной модели микроспутника «Союз-Сат-О», в ОАО «НПЦ «Полюс» при разработке АРКСЭС для СЭС МКА «Союз-Сат-О», а также внедрены в учебном процессе кафедры «Промышленная электроника» ТУСУР. Подтверждением реализации результатов диссертационной работы является наличие соответствующих актов о внедрении.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Резервированная структура АРКСЭС без импульсных преобразователей напряжения способна функционировать при отказе любого её элемента и имеет высокие удельные массогабаритные показатели в сравнении с АРКСЭС на базе импульсных преобразователей напряжения в диапазоне максимальной мощности нагрузки 50-500 Вт.

2. Полученные выражение энергобаланса и имитационная модель СЭС на базе АРКСЭС без импульсных преобразователей напряжения позволили достоверно определить необходимые площадь солнечной батареи и емкость аккумуляторной батареи, коэффициент энергетической эффективности, а также правильность алгоритма работы АРКСЭС при заданных циклограммах мощности солнечной батареи и нагрузки.

3. Транзисторные ключи регулятора мощности солнечной батареи и их устройства управления обеспечивают безопасные режимы работы аккумуляторных батарей и позволяют функционировать СЭС при отказе одного из элементов ключей.

Личный вклад автора. Материалы диссертации являются обобщением работ автора, выполненных с 2009-го по 2013 год и отражают его личный вклад в решаемые задачи. Все научные результаты, представленные в диссертации,

получены автором самостоятельно. Автор участвовал во всех этапах разработки технологических и штатных образцов АРКСЭС. Опубликованные работы написаны в соавторстве с научным руководителем и другими авторами.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрения на:

- ХУШ Всероссийской научно-технической конференции «Электронные и электромеханические системы и устройства», посвященной 60 летаю ОАО «НПЦ «Полюс», Томск, 2010 г.;

- Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР -2010», Томск, 2010 г.;

- Всероссийской научно-технической конференции «Разработка, производство, испытания и эксплуатация космических аппаратов и систем, ОАО «ИСС им. академика М.Ф. Решетнева», Железногорск, 2011 г.;

- Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии (XVI Бенардосовские чтения)», Иваново, 2011 г.;

- II Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космической техники (II Козловские чтения)», Самара, 2011 г.;

- Всероссийской научно-технической конференции молодых специалистов «Электронные и электромеханические системы и устройства», посвященной 50-летию первой научно-технической конференции ОАО «НПЦ «Полюс», Томск, 2013 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований и теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 1 в центральном издании, рекомендованном ВАК РФ, 6 в трудах материалов всероссийских и международных конференций, получен патент РФ на полезную модель автономной системы электроснабжения с секционированной солнечной батареей.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы из 106 наименований и трёх приложений на 10 страницах. Общий объём работы составляет 197 страниц машинописного текста. Работа содержит 113 рисунков, 10 таблиц.

ГЛАВА 1. АППАРАТУРЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ (АРКСЭС) СОВРЕМЕННЫХ МАЛЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ (МКА)

Прогресс в космической технике и совершенство бортовых систем электропитания — два понятия, неотделимые друг от друга.

B.C. Кудряшов, д.т.н., ОАО «ИСС»

В настоящее время космические аппараты относят к разным классам по критерию «сырой» массы (включая топливо) [12]: большие спутники - более 1 ООО кг, миниспутники - в диапазоне от 500 до 1 ООО кг, и малые КА (МКА), о которых говорят как об аппаратах с массой менее 500 кг [13, 14, 15]: миниспутники - с массой 100 - 500 кг; микроспутники - 10 - 100 кг; наноспутники — 1 — 10 кг; пикоспутники - 0,1 - 1 кг; фемтоспутники - с массой менее 0,1 кг. Иногда ещё малыми называют КА с массой от 100 до 1000 кг, а микроспутниками менее 100 кг.

Несмотря на то, что такая классификация КА относительно даты запуска первого спутника (4 октября 1957 г. [16]) появилась недавно (1991г. [14]), история запусков МКА насчитывает сотни аппаратов различного назначения за все годы существования космической отрасли [1].

1.1. Этапы развития АРКСЭС космических аппаратов

Примечательно, что первый в мире искусственный спутник Земли, названный «Спутник-1», который передал информацию о плотности и температуре верхней атмосферы, по современной классификации относится к МКА. Он представлял собой алюминиевую сферу диаметром 58 см и массой 83,6 кг с четырьмя штыревыми антеннами длиной 2,4 - 2,9 м (рисунок 1.1, а). В герметичном корпусе спутника размещались аппаратура и источники электропитания. Первый КА имел систему электропитания с одним первичным источником энергии - химической батареей [16].

а) б)

Рисунок 1.1 — Первые искусственные спутники Земли - МКА: а) - «Спутник-1»; б) - «Авангард-1»

Следующим пионером в принципиальном развитии СЭС стал КА «Авангард-1», выведенный на орбиту 17 марта 1958 г. На нем впервые были установлены солнечные элементы, которые подзаряжали ртутные батареи. Масса спутника составляла 1,47 кг и он представлял собой покрытую золотом сферу из алюми-ниево-магниевого сплава диаметром 16,3 см. Его полезной нагрузкой были маяк сопровождения и датчики для измерения наружной и внутренней температуры.

Дальнейшее развитие космической отрасли привело к появлению множества различных КА. МКА часто работают в группировках с им подобными, или тяжёлыми КА, и в результате формируют глобальные космические системы. К

примеру, современный МКА типа «Канопус-В» (рисунок 1.2) используется совместно с КА типа «Метеор-М» и входит в состав космической системы глобального мониторинга земной поверхности, атмосферы, ионосферы и магнитосферы Земли, создаваемой с целью выявления факта подготовки сильных землетрясений [17].

«Канопус-В» имеет массу 461 кг, имеет систему управления движением и навигации (с трёхосной системой ориентации и стабилизации), командную радиосистему, корректирующую двигательную установку, СЭС (средней выходной мощностью 300 Вт и пиковой 550 Вт), целевую аппаратуру (камеры 4 спектральных каналов), а также рассчитан на срок активного существования 5...7

Жёсткое ограничение массы, длительный срок активного существования и др. новые требования ставят перед разработчиками задачи, стимулирующие к поиску новых решений. Из литературы [18] известны слова известного разработчика СЭС КА, д.т.н., В. С. Кудряшова: «Вся история развития искусственных спутников Земли сопровождалась поисками и внедрением новых источников энергии, разработкой всё более совершенных структур построения систем электропитания, поиску оптимальных методов регулирования и управления источниками тока и всё это - при постоянно возрастающих требованиях к качеству напряжения питания бортовой аппаратуры и сроку службы».

Рисунок 1.2 - Современный МКА типа «Канопус-В»

лет [11, 52].

Первые КА имели срок активного существования до 30 суток, а современные КА могут функционировать 15-20 лет. Критичным к сроку службы элементом СЭС является АБ, и в зависимости от того как он эксплуатируется, зависит срок службы всей СЭС и КА. На сегодняшний день, в истории развития большинства КА СССР и России в литературе [19] выделено три поколения развития СЭС, различающихся по возможному обеспечению срока службы.

СЭС первого поколения (структура на рисунке 1.3, а) имели КА «Бион», «Фотон», «Ресурс-Ф1» (производства «ЦСКБ-Прогресс»). Срок активного существования данных КА составлял не более 30 суток. Такие СЭС включали в себя АБ, коммутатор К, выходную шину с нагрузкой, эквивалентной Ян. Перед полетом коммутатор К размыкался, чтобы сохранять заряд в АБ, и замыкался в нужное время. КА с такой СЭС функционировал до тех пор, пока в АБ не заканчивался заряд.

в)

Рисунок 1.3- Структуры СЭС КА: а) - первого поколения; б) - второго поколения; в) - третьего поколения

СЭС второго поколения имеют срок службы не более 1.5 лет и включают в себя СБ, АБ и блок автоматики (рисунок 1.3, б). Такие СЭС имели КА «Фотон-М», «Бион-М», «Метеор», «Венера-9», «Венера-10», «Прогноз», «Зонд» [19, 20]. Структура СЭС второго поколения известна [19, 69, 20] как СЭС с общими шинами СБ-АБ-нагрузка. В такой структуре коммутатор К2 необходим для отключения АБ от шины нагрузки с СБ (для предотвращения её переразряда), коммутатор К1 для коммутации СБ на шину нагрузки и АБ (для заряда АБ и поддержания энергии а нагрузке), а блок автоматики для управления коммутаторами К1 и К2. Совместно данные устройства образуют АРКСЭС. При полном заряде АБ через К1 отключается СБ, а при необходимости подзарядки СБ снова подключается. Структура СЭС второго поколения имеется недостаток АРКСЭС, влияющий на её ограниченный срок службы: повышенная циклируемость АБ (при полном заряде АБ даже при наличии энергии СБ происходит разряд АБ на нагрузку [20]).

СЭС третьего поколения (структура приведена на рисунке 1.3, в) имели КА «Экспресс», «Аркос», «Глонасс», «Многоцелевые космические станции наблюдения», «Ресурс-ДК1» и др. СЭС третьего поколения не имеют избыточного циклирования ёмкости АБ, и их срок службы не ограничен 1,5 годами (может достигать более 5 лет). Структура приведённой СЭС в литературе получила название параллельно-последовательной структуры, которая в общем случае содержит СБ, несколько АБ (АБ1...АБп), АРКСЭС, включающую в себя импульсные преобразователи напряжения: последовательный стабилизатор напряжения нагрузки (СН), зарядные и разрядные устройства (ЗУ1...3Уп и РУ1...РУп) [70]. Если АБ заряжены, мощность, необходимая для питания нагрузки, отбирается от СБ с помощью СН. Если АБ требуется дозаряд, и для этого имеется избыточная мощность СБ, включаются соответствующие ЗУ. Если для питания нагрузки мощности СБ недостаточно, включаются РУ и АБ компенсируют дефицит мощности.

На примере приведённых трёх поколений можно сказать, что развитие СЭС идёт по пути совершенствования фотовольтаических преобразователей солнечной

энергии, химических накопителей электрической энергии, а также построения специальных структур СЭС. Причём в структуре СЭС ключевую роль, отвечающую за циклируемость ёмкости АБ и параметры выходного напряжения играет АРКСЭС, распределяющая потоки энергии СЭС. Современные МКА со сроком службы более пяти лет имеют структуры СЭС третьего поколения, которые могут отличаться от параллельно-последовательной.

1.2. Краткий обзор АРКСЭС современных МКА

Из предварительного анализа существующих МКА сделан вывод о том, что в настоящее время в мире применяются дорогие, тяжёлые, многофункциональные КА, оснащённые большим количеством аппаратуры, и напротив, более дешёвые МКА с меньшим спектром решаемых задач. МКА с массой менее 100 кг часто имеют научное, экспериментальное (проверка новых концепций аппаратуры), военное (спутники-шпионы) применение. Такие КА имеют низкую энерговооруженность и не способны выполнять задачи практического применения (дистанционное зондирование Земли, задачи обеспечения связи). Поэтому переходным классом между большими (тяжелыми) и малоразмерными КА будем считать КА с массой ММКА, от 250 кг до с несколько большей чем 500 кг, что можно записать как ММка = (5001|оо) кг- По мнению автора, именно данный класс является перспективным и открывающим новый вид направления космической отрасли.

На сегодняшний день известно большое количество проектируемых и запущенных на орбиту МКА [1, 11] с выделенной для рассмотрения массой Ммкд, поэтому рассмотреть СЭС всех МКА в рамках данной работы не возможно. Тем не менее проявляются общие современные тенденции в построении СЭС МКА [15,21,22,71,72, 73].

1.2.1. Научно-исследовательский МКА «CryoSat»

МКА «CryoSat-1» разработан Европейским Космическим Агентством (ESA). При его запуске в 2005 году произошла авария ракетоносителя [15, 23], в результате чего «CryoSat-1» не был выведен на орбиту. Предназначался для измерения толщины и площади ледового покрытия Антарктиды, Гренландии, Исландии. «CryoSat» (рисунок 1.4) имеет резервированную «полезную нагрузку» - радиолокационный высотомер SIRAL [24]. Масса КА составляла 750 кг. В 2010 г. был выведен КА «CryoSat-2» на низкую околоземную орбиту высотой в апогее 732 км, который заместил «CryoSat-1». «CryoSat-2» имеет такую же массу 750 кг, рассчитан на срок службы 3.5 года [25].

СБ не имеет устройств ориентации на солнце (фиксирована к корпусу МКА) и разделена на две панели по двенадцать секций (СБ 1.1 ...СБ 1.12, СБ2.1...СБ2.12 на рисунке 1.5). Секции СБ состоят из трехпереходных арсенид-галлиевых фотовольтаических элементов с эффективностью преобразования солнечной энергии 27.5% [24, 26]. Расчётная максимальная мощность панели СБ на конец срока службы более 850 Вт. Каждая секция СБ имеет максимальный генерируемый ток 3 А.

В СЭС МКА «Сгуо8аЫ» применяется одна литий-ионная АБ, которая на начало срока службы имеет ёмкость 78 Ач, а через 5.5 лет на орбите прогнозиру-

Рисунок 1.4 - Внешний вид МКА «Сгуо8аМ»: а) - вид в перспективе, б) - вид сзади

ется, что такая АБ должна иметь ёмкость не менее 53 Ач. При проектировании СЭС учитывалось, что данная АБ при первых 12000 зарядно-разрядных циклов должна иметь энергетическую ёмкость 330 Вт ч, а оставшиеся 6500 циклов 165 Вт ч (расчётное количество циклов обращения орбиты cryostat 18000 [26]).

СЭС обеспечивает нагрузку напряжением 28±6 В и способна обеспечить максимальную выходную мощность 880 Вт (при этом требуемая максимальная мощность нагрузки около 410 Вт).

АРКСЭС функционально объединяет в себе в общем систему управления (СУ), резервированный источник питания (ИП1 и ИГО), датчик тока (ДТ) и напряжения АБ, а также 11 секционный регулятор мощности СБ S3R СБ (в англоязычной литературе называется Sequential Switching Shunt Regulator, что в переводе - многозонный шунтовой регулятор, сокращённо S3R или S3-регулятор). Каждая секция СБ подключена к своему блоку S3-регулятора. Двенадцатая секция СБ предусмотрена на случай отказа одной из 11 секций панели СБ, и для обеспечения энергетического баланса постоянно подключена к выходной шине. Каждый блок 83-регулятора разработан так, что его отказ не приводит к короткому замыканию главной шины СЭС (выходной шины АРКСЭС, подключенной к АБ).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Романенко, Алексей Сергеевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Small satellites home page [Электронный ресурс]: компания Surrey satellite technology. - Режим доступа: http://centaur.sstl.co.uk/SSHP/mini (дата обращения 25.05.2011).

2. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. - М.: Издательство А и Б, 1997. - 296 е., ил.

3. Анфимов Н. Малые спутники и новые технологии - перспективное направление развития космической техники // Материалы II международной конференции-выставки: «Малые спутники. Новые технологии, миниатюризация, области эффективного применения в XXI веке». Секция 1: дистанционное зондирование Земли и космического пространства (г. Королев, Московская область ЦНИИМАШ), 2000.

4. Webb G. Is access to space really a hurdle? / G. Webb, A. S. Curiel, J. Paffett [Электронный ресурс]: Surrey satellite technology LTD. - Режим доступа: http://digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?filename=0&article= 1319 &context=smallsat&type=additional, свободный (дата обращения 02.07.2013).

5. Webb G., Curiel A. S. The changing launcher solutions of the small satellite sector [Электронный ресурс]: 62nd International Astronautical Congress, Cape Town, SA. - Режим доступа: http://www.commercialspace.co.uk/wp-content/uploads/2010/09/IAC11-launcher.pdf (дата обращения 02.07.2013).

6. ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» [Электронный ресурс]. URL: http://www.iss-reshetnev.ru (дата обращения 18.03.2011)

7. Проект студенческого микроспутника. [Электронный ресурс]: МГТУ им. Н. Э. Баумана. URL: http://microsat.bmstu.ru (дата обращения 25.05.2011).

8. Система электропитания микро- и мини-спутников / Кудряшов B.C., Козлов Р.В., Мельников П.И., Эльман В.О. и др. // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. науч. тр. - Томск: Изд-во НТЛ, 2011. -С. 55-62.

9. Проектный облик и основные характеристики малого космического аппарата СГАУ - ГНП РКЦ «ЦСКБ-ПРОГРЕСС» / Ткаченко С.И., Сал-мин В.В., Сёмкин Н.Д. и др. // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2010. - №2. - С. 154-164.

10. Канопус-В [Электронный ресурс]: Википедия свободная энциклопедия.

- Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/KaHonyc-B, свободный (дата обращения 24.11.2012).

11. Малые космические аппараты. В 3 кн. Кн. 3. Миниспутники. Унифицированные космические платформы для малых космических аппаратов: справоч. пособие / В. Н. Блинов, H. Н. Иванов, Ю. Н. Сеченов, В. В. Шала. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. - 348 с.

12. Лукьященко В.И., Саульский В.К., Шучев В.А., Смирнов В.В. Международные тенденции создания и эксплуатации малых космических аппаратов // III Междунар. конф.-выставка «Малые спутники. Новые технологии, миниатюризиация. Области эффективного применения в XXI веке». 27-31 мая 2002 г. Г. Королев, Моск. Обл. ЦНИИМАШ, 2002. Кн. 1. С. 332-348.

13. Satellite classification [Электронный ресурс]: компания Surrey satellite technology. URL: http://centaur.sstl.co.uk/SSHP/sshp_classify.html (дата обращения 18.03.2011).

14. Новая классификация ИСЗ // РЖ 41. Ракетостроение и космическая техника. 1991. № 12. Ref. op: Satellite classification // News Bulletin / Astronaut. Soc. West. Austral. 1991. Vol. 16. № 9. C. 92.

15. Кудряшов B.C. Нестеришин M.B., ФалькоМ.Ю. Анализ технических решений для систем электропитания нано- и микроспутников // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Наука, 2007 - С. 23-30.

16. К. Гэтланд. Космическая техника / Salamander books Ltd, перевод на русский язык с изменениями и дополнениями М.: - Мир, 1986. - 292 с.

17. Научный центр оперативного мониторинга Земли [Электронный ресурс]. URL:http://www.ntsomz.ru (дата обращения 18.03.2011)

18. Кудряшов B.C. Становление и развитие бортовых систем электропитания информационных искусственных спутников Земли // Автономная энергетика (НЛП «Квант»). - 2009. - №26. - С. 18-21.

19. Космическое приборостроение: научно-технические исследования и практические разработки ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» / А.Н, Кириллин, Г.П. Аншаков, Р.Н. Ахметов, А.Д. Сторож. Под ред. А.Н. Кириллина -Самара: Издательский дом «АГНИ», 2011. - 280 е.: ил.

20. Системы электропитания космических аппаратов / Б. П. Соустин, В. И. Иванчура, А. И. Чернышев, Ш. Н. Исляев. — Новосибирск: ВО "Наука". Сибирская издательская фирма, 1994. — 318 с.

21. Power system challenges for small satellite missions [Электронный ресурс].

- Режим доступа: http://www.clyde-space.com/documents/1502, свободный (дата обращения: 11.10.2011).

22. Craig S. Clark. A universal power system architecture: one topology for Earth and planetary orbits // Proceedings of the sixth European space power conference (Portugal, Porto, 6-10 May, 2002), 2002.

23. CryoSat-1 [Электронный ресурс]: Wikipedia, free encyclopedia. - Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/CryoSat-l, свободный (дата обращения 24.10.2012).

24. CryoSat mission and data description [Электронный ресурс]: European Space Agency, Doc No. CS-RP-ESA-SY-0059. - Режим доступа: http://esamultimedia.esa.int/docs/Cryosat/Mission_and_Data_Descrip.pdf, свободный (дата обращения 24.10.2012).

25. CryoSat-2 [Электронный ресурс]: Wikipedia, free encyclopedia. - Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/CryoSat-2, свободный (дата обращения 24.10.2012).

26. Junginger Н. The Cryosat power system // Proceedings of the sixth European space power conference (6-10 May, Porto, Portugal). - 2002.

27. Capel A., Perol P. Comparative performance evaluation between the S4R and the S3R regulated bus topologies // Proceedings of the sixth European space power conference (Portugal, Porto, 6-10 May 2002). - 2002.

28. Кобзев А. В., Михальченко Г. Я., Музыченко Н. М. Модуляционные источники питания РЭА. - Томск: Радио и связь, 1990. — 336 с.

29. Kiewe В. The electrical power system of the small satellite CHAMP // Proceedings of the sixth European space power conference (Portugal, Porto, 6-10 May, 2002), 2002.

30. The CHAMP Satellite [Электронный ресурс]: GeoForschungszentrum, Potsdam. - Режим доступа: http://op.gfz-potsdam.de/champ/systems/index_SYSTEMS.html, свободный (дата обращения 24.10.2012).

31. Clark С. S. The design and performance of a power system for the Galileo system test bed (GSTB-V2/A) / C. S. Clark, A. H. Weinberg, K. W. Hall, A. Garutti // Proceedings of the seventh European space power conference (Italy, Stresa, 9-13 May, 2005), 2005.

32. GIOVE A, A2 (GSTB v2A) [Электронный ресурс]: Gunter's space page. -Режим доступа: http://space.skyrocket.de/doc_sdat/giove-a.htm, свободный (дата обращения 3.11.2012).

33. GIOVE [Электронный ресурс]: Wikipedia, free encyclopedia. — Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/GIOVE, свободный (дата обращения 3.11.2012).

34. Weinberg А. Н. A boost regulator with a new energy-transfer principle, ESA Power Conference, 1974.

35. RapidEye 1,2,3,4,5 [Электронный ресурс]: Gunter"s space page. - Режим доступа: http://space.skyrocket.de/doc_sdat/rapideye-l.htm, свободный (дата обращения 3.11.2012).

36. SSTL 150 datasheet [Электронный ресурс]: компания Surrey Satellite Technology Ltd. - Режим доступа: http://www.sstl.co.uk/Downloads/ Datasheets/SSTL l50-Feb-09 (дата обращения 5.11.2012).

37. RapidEye mission, datasheet [Электронный ресурс]: компания Macdonald Dettwiller. - Режим доступа: http://www.mdacorporation.com/ corporate/news/pr/backgrounder/RapidEye_datasheet.pdf (дата обращения 5.11.2012).

38. Туе G., Buttner G., Krischke М., Oxfort М. The RapidEye spacecraft [Электронный ресурс]: компании Macdonald Dettwiller и RapidEye AG. — Режим доступа: http://www. dir. de/Portaldata/49/Resources/dokumente/archiv4/ IAA-B4-1105P.pdf (дата обращения 5.11.2012).

39. The Surrey SSTL-150 satellite platform [Электронный ресурс]: агентство NASA и компания Surrey Satellite Technology Ltd.. - Режим доступа: http://rsdo.gsfc.nasa.gov/images/catalog2010/SSTL150.pdf (дата обращения 5.11.2012)

40. Small sat power [Электронный ресурс]: компания Clyde space. - Режим доступа: http://www.clyde-space.com (дата обращения 2.01.2012).

41. Космический аппарат «Канопус - В» (перспективный) [Электронный ресурс]: Научный центр оперативного мониторинга Земли. - Режим доступа: http://www.ntsomz.ru/ks_dzz/satellites (дата обращения 1.02.2012).

42. Модель системы электроснабжения космического аппарата, включающая устройство запуска и электропитания, солнечную батарею и электродинамический имитатор тягового модуля / Ходненко В. П., Хромов А. В., Михайлов М. В., Лесневский В. А., Румянцев А. В. // Вопросы электромеханики. - 2010. - Т. 115 - С. 39-46.

43. Гонец (спутниковая система связи) [Электронный ресурс]: Википедия свободная энциклопедия. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.0rg/wiki/T0He4_(cnyTHHK0Bafl система связи), свободный (дата обращения 12.11.2012).

44. Два спутника «Гонец-М» введены в опытную эксплуатацию [Электронный ресурс]: ВЗГЛЯД деловая газета. - Режим доступа: http://vz.ru/ news/2012/1 l/20/608034.html, свободный (дата обращения 21.11.2012).

45. Солдатенко В. Г., Шпаковская Г. К. Проектирование энергопреобра-зующей аппаратуры СЭП малых КА на НКО // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. НПЦ "Полюс". - Томск: Ml 11 "РАСКО" при издательстве "Радио и связь", 2001. С. 78 - 82.

46. Зонный принцип управления режимами комплексов автоматики и стабилизации систем электроснабжения / С. А. Поляков, JI. Н. Ракова, А. И. Чернышев, В. О. Эльман // Системы автономного электроснабжения и электромеханические устройства. Томск, 1992. Т. 1. Аппаратура управления и преобразования энергии. С. 65-70.

47. Меньшиков В. А., Макаров М. И., Пушкарский С. В. Многофункциональная космическая система Союзного государства / М.: НИИ КС, 2007. — 480 е., 58 библ. назв.

48. Комплекс управления системой электроснабжения малого космического аппарата / В. В. Наркевич, В. В. Омельянчук, А. С. Романенко и др. // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. науч. тр. — Томск: Изд-во НТЛ. - 2011. - С. 49-54.

49. Пат. 95191 РФ, МПК H02J 7/34, H02J 7/35. Автономная система электроснабжения с секционированной солнечной батареей / К. Г. Гордеев, В. В. Наркевич, А. С. Романенко, Я. М. Тевелевич, В. Г. Шевченко (РФ). — №201 010 6581/22; заявл. 24.02.2010; опубл. 10.06.2010 // Бюл. изобр. 2010 № 16.

50. Surrey platforms: GEMINI direct. Datasheet [Электронный ресурс]: Surrey satellite technology. - Режим доступа: http://microsat.sm.bmstu.ru/e-library/SSTL/Platform_GEMINI_HQ.pdf, свободный (дата обращения 06.09.2013).

51. Галтеев Ф.Ф., Грузков С.А., Токарев А.Б., Шпаков С.П. Системы электроснабжения космических летательных аппаратов // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Серия Электрооборудование транспорта. - 1991. — 7. - С. 1-84

52. Горбунов А. В., Слободский И. Н. Космический комплекс оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций «Канопус-В» // Геоматика 2010. №1. С. 30 - 33.

53. Ю.А. Шиняков. Энергетический анализ структурных схем систем электроснабжения автоматических космических аппаратов // Известия Томского политехнического университета. 2006. - Т. 309. - №8.

54. Patel, R. Mukund. Spacecraft power systems. - CRC Press, 2005. - 691 c.

55. Имитационное моделирование [Электронный ресурс]: Всемирная энциклопедия Википедия. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.0rg/wiki/iiMHTanH0HH0e моделирование, свободный (дата обращения 02.03.2013).

56. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. - СПб. Литер, 2004. - 847 е.: ил.

57. Jiang Z. Application of VTB in design and testing of satellite electrical power systems / Z. Jiang, R. A. Dougal, S. Liu [Электронный ресурс]: Journal of power sources. - Режим доступа: http://www.elsevier.com/locate/jpowsour, ограниченный (дата обращения 10.10.2010).

58. Zimmermann S. A power system analysis and selection for a reference LEO satellite using the PowerCap tool / S. Zimmermann, A. De Luca, S. Defoug, T. Blancquaert // Proceedings of the eighth European space power conference (Germany, Constance, 14-19 September, 2008), 2008.

59. Натре C. Real-time simulation of a satellite's electrical power system/ Натре C., Loffler A., Reggio D. // Proceedings of the sixth European space power conference (Portugal, Porto, 6-10 May 2002). - 2002.

60. Loche D. Power-Systema: the next generation of Power Simulator // Proceedings of the sixth European space power conference (Portugal, Porto, 6-10 May 2002). - 2002.

61. Castañer L., Silvestre S. Modelling photovoltaic systems using Pspice. — England: John Wiley & Sons Ltd., 2002. - 372 е.: ил.

62. DenHerder T. Design and simulation of photovoltaic Super System using Simulink. Senior project [Электронный ресурс]: California Polytechnic State University. San Luis Obispo. 2006 - Режим доступа: https://courseware.ee.calpoly.edu/~jharris/research/super_project/tdh_sp.pdf, свободный (дата обращения 21.02.2013).

63. McFarland М. О. Enhanced Cal Poly SuPER system simulink model. A thesis for partial fiilfillmaent of the requirements for the degree of master of science in electrical engineering [Электронный ресурс]: California Polytechnic State University. San Luis Obispo. 2010 - Режим доступа: https://courseware.ee.calpoly.edu/~jharris/research/super_project/tdh_sp.pdf, свободный (дата обращения 21.02.2013).

64. Еременко В. Г. Моделирование системы электроснабжения космического аппарата с арсенид-галлиевой солнечной батареей / В. Г. Еременко, Н. Б. Жирнова, Н. JI. Аунг // Практическая силовая электроника. - 2012. — Jvfel (45). -С. 43-46.

65. Gonzalez-Longatt F. М. Model of Photovoltaic Module in Matlab. 2do Congreso Iberoamericano de estudiantes de ingeniería electrica, electrónica y computation (II Cibelec 2005). - 2005. - С. 1 - 5.

66. Романенко А. С., Семенов В. Д. Модель автономной системы электроснабжения с секционированной солнечной батареей в пакете MatLab // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2011. - № 2 (24), ч. 1. - С. 269-274.

67. Романенко А. С., Семенов В. Д. Имитационная модель системы электроснабжения малого космического аппарата // Материалы II Всеросс. науч.-техн. конф. «Актуальные проблемы ракетно-космической техники» («II Козловские чтения») (Самара, 12-16 сент. 2011 г.); под общ. ред. А. Н. Кириллина / СамНЦ РАН - Самара, 2011.-С. 416—419.

68. Романенко А. С., Какуев С. С. Моделирование комплекса управления системой электроснабжения малого космического аппарата // Разработка, производство, испытания и эксплуатация космических аппаратов и систем: материалы науч.-техн. конф. молодых специалистов ОАО «ИСС» им. академика М. Ф. Решетнёва». - Железногорск, 2011. - С. 145, 146.

69. Бортовые системы электропитания информационных искусственных спутников Земли: опыт 35-летнего сотрудничества ОАО «ИСС» и ОАО «НПЦ «Полюс» / С. Г. Кочура, В. С. Кудряшов, М. В. Нестеришин,

B. В. Хартов // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. науч. тр. - Томск: Изд-во НТЛ. - 2011. - С. 20-24.

70. Пат. 2156534 РФ, МПК H02J 7/34, H02J 7/35. Автономная система электроснабжения / К. Г. Гордеев, С. П. Черданцев, Ю. А. Шиняков (РФ). — № 9 812 3012 / 09; заявл. 18.12.1998; опубл. 20.09.2000.

71. Развитие энергопреобразующей аппаратуры систем электропитания низкоорбитальных космических аппаратов дистанционного зондирования Земли / К.Г. Гордеев, С.П. Черданцев, В.И. Пушкин, A.C. Гуртов и др. // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. науч. тр. — Томск: Изд-во НТЛ. - 2011. - С. 25-30.

72. Шиняков Ю. А. Особенности построения аппаратуры регулирования и контроля систем электропитания маломасоогабаритных КА / Ю. А. Шиняков, К. Г. Гордеев, С. П. Черданцев, В. И. Пушкин, А. С. Гуртов, А. Н. Филатов // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. науч. тр. НПЦ «Полюс». - Томск: МГП «РАСКО» при издательстве «Радио и связь», 2001.-С. 28-35.

73. SSTL small satellites: minisatellite platform [Электронный ресурс]: Surrey satellite technology Ltd. - Режим доступа: http://microsat.sm.bmstu.ru/e-library/SSTL/Minisat.pdf, свободный (дата обращения 03.04.2012).

74. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. М.: Энергоатомиздат, 1983.

75. Кудряшов В. С. Бортовые системы электропитания искусственных спутников Земли с экстремальным регулированием мощности солнечной батареи / В. С. Кудряшов, М. В. Нестеришин, А. В. Жихарев, В. О. Эльман,

C. А. -Поляков // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Наука, 2007. - С. 30 - 43.

76. Назимко А. И. АССА - программный комплекс поддержки проектных работ по системе электроснабжения // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. НПЦ "Полюс". - Томск: МГП "РАСКО" при издательстве "Радио и связь", 2001. С. 67-73.

77. Ishaque К. Accurate MatLab Simulink PV system simulator based on two-diode model / K. Ishaque, Z. Salam, H. Taheri // Journal of power electronics, Vol. 11, No 2, March 201 l.-C. 179-187.

78. Романенко А. С., Какуев С. С. Разработка в MatLab модели солнечной батареи с динамическим освещением // Науч. сессия ТУ СУР 2010: материалы докл. Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (Томск, 4-7 мая 2010 г.). - Томск: В-Спектр, 2010. - Ч. 4. - С. 142-145.

79. STP195S-24/Ad+, STP190S-24/Ad+ 195 Watt monocrystalline solar module. Data sheet [Электронный ресурс]: Suntech. - Режим доступа: http://www.suntech-power.com, свободный (дата обращения 11.03.2013).

80. Tremblay О., Dessaint L. Experimental validation of a battery dynamic model for EV applications // World electric vehicle journal. Vol.3, 2009.

81. Battery. Implement generic battery model. Documentation center of Matlab [Электронный ресурс]: Mathworks. - Режим доступа: http://www.mathworks.com/help/physmod/powersys/ref/battery.html, свободный (дата обращения 17.03.2013).

82. Nickel-cadmium (Ni-Cd): VRE - Standard series. Datasheet [Электронный ресурс]: SAFT. - Режим доступа: http://www.saftbatteries.com/ Produit_VRE_Standard_series_293_2/Language/en-US/d\default.aspx, свободный (дата обращения 21.03.2013).

83. Приборы полупроводниковые. Диоды 2ДШ2123А94... 2ДШ2125ГС92.. .2ДШ2134А-5. Технические условия АЕЯР.432120.297ТУ.

84. У паев А.Б. Технология разработки программного обеспечения микроконтроллеров с исполь-зованием языка UML / А. Б. У паев, В. А. Федотов, В. Д. Семёнов // Итоги научно-исследовательских работ и курсового проектирования студентов 1-6 курсов кафедры промышленной электроники: материалы ежегодной науч.-практ. конф. / под ред. канд. техн. наук В.Д. Семенова. -Томск: Томск, гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники. -2010. - Вып. 3. -С. 38-46.

85. Stateflow User's Guide [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/pdf_doc/stateflow, свободный (дата обращения: 10.10.2011).

86. Harel D. Statecharts: a visual formalism for complex systems // Science of computer programming. Vol. 8. - 1987. - C. 231 - 274.

87. Поликарпова Н.И., Шалыто А. А. Автоматное программирование. Спб. -2008.- 167 с.

88. Application manual power semiconductors. W. Arendt, N. Ulrich, T. Werner, R. Tobias [Электронный ресурс]: Semikron. - Режим доступа: http://www.semikron.com/skcompub/en/Application_Manual_en_2011 .pdf, свободный (дата обращения 15.05.2013).

89. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. Изд-ие 2-е, перераб. и доп. - М.: Издательский дом Додэка-ХХ1, 2005. - 384 с.

90. IRFB3206PbF HEXFET power MOSFET. Data sheet // International Rectifier. 2008. URL: http://www.irf.com (дата обращения 30.07.2012).

91. HEXFET power MOSFET photovoltaic relay, single pole, normally open, series PVT412APbF. Data sheet [Электронный ресурс]: International Rectifier. -Режим доступа: http://www.irf.com, свободный (дата обращения 10.07.2012).

92. Токарев А. Б. Методика выбора параметров источников энергии систем электропитания / А. Б. Токарев, Н. Б. Жирнова, Б. В. Ларюхин // Электротехника. - 1987. - №4. - С. 24 - 26.

93. Шиняков Ю. А. Сравнительный анализ структурных схем СЭП автоматических КА / Ю. А. Шиняков, К. Г. Гордеев, Ю. В. Поданева // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. НПЦ «Полюс». - Томск, 1997. - С. 14 - 22.

94. Batello M. Increasing efficiency in secondary-side rectification. Replacing Schottky diodes with MOSFETs [Электронный ресурс]: International Rectifier. -Режим доступа: http://www.irf.com, свободный (дата обращения 10.07.2012).

95. IRLR311 OZPbF HEXFET power MOSFET transistor. Data sheet [Электронный ресурс]: International Rectifier. - Режим доступа: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlr311 Ozpbf.pdf, свободный (дата обращения 15.05.2013).

96. Four quadrants MOSFET graphs [Электронный ресурс]: Avdweb. — Режим доступа: http://www.avdweb.nl/tech-tips/four-quadrants-mosfet-graph.html, свободный (дата обращения 04.05.2013).

97. Дорохов А. Н. Обеспечение надёжности сложных технических систем: Учебник / А. Н. Дорохов, В. А. Керножицкий, А. Н. Миронов, О. Л. Шесто-палова. - СПб.: Издательство «Лань». - 2011. - 352 с.

98. Райншке К. Модели надёжности и чувствительности систем: пер. с нем. под ред. д. т. н. А. Б. Козлова. - М.: Мир. - 1979. - 454 с.

99. IRFS4010PbF HEXFET power MOSFET transistor. Data sheet [Электронный ресурс]: International Rectifier. - Режим доступа:

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfs401 Opbf, свободный (дата обращения: 15.05.2013).

100. Spice models and Siber models [Электронный ресурс]: International Rectifier. - Режим доступа: http://www.irf.com/product-info/models, свободный (дата обращения 15.05.2013).

101. Kumar R. A. Effect of solar array capacitance on the performance of switching shunt voltage regulator / R. A. Kumar, M. S. Suresh, J. Nagaraju // IEEE transactions on power electronics. - Vol. 21, No. 2. - march 2006.

102. Schloss A. Technical memorandum 33-464: capacitance of solar cells and panels under various load conditions [Электронный ресурс]: National Aeronautics and Space Administration (NASA). - Режим доступа: http://archive.org/download/nasa_techdoc_l 9710009488/19710009488.pdf, свободный (дата обращения 22.05.2013).

103.Pspice simulation of photoMOS relays. Application note [Электронный ресурс]: Panasonic. - Режим доступа: http://www.panasonic-electric-works.com/peweu/en/downloads/dd_x615_en_an_027.pdf, свободный (дата обращения 17.05.2013).

104. Острейковский В.А. Теория надежности: учеб. Для вузов / В.А. Острейковский. -М.: Высш. Шк., 2003, - 463 е.: ил.

105. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. — М.: радио и связь, 1990.-304 е.: ил.

106. Широков А. М. Надёжность радиоэлектронных устройств. - М.: Высшая школа. -1972.-272 с.