卫星星座地面供配电测试系统的研制是航天领域中一个重要且技术含量极高的课题。该系统对于卫星发射前的地面测试至关重要,能模拟卫星在轨时的电输出特性,对卫星进行供配电控制,监测重要参数,保证卫星整星测试的安全可靠。
系统主要构成:
1. 地面电源系统:包含太阳电池阵模拟器和稳压电源。太阳电池阵模拟器用于模拟卫星在轨时太阳电池阵的电输出特性,在卫星发射前各项试验中为卫星供电,同时也为星上蓄电池组充电。稳压电源具有稳定的输出特性,可以满足特定测试需求,通过直流稳压电源和电子负载组成。
2. PLC通用供配电测试设备:基于组态技术,采用PROFIBUS、PLC、STEP7和WinCC等技术开发,具备实时显示、控制输出、报警记录、数据归档、冗余备份等功能,提高了系统可靠性和可扩展性。此外,通用供配电测试设备还实现了由一台工业控制计算机集中监控管理,N套PLC通用供配电测试设备分布控制的集散控制系统。
3. 工业控制计算机:作为主工作站,通过CP5611(Siemens的一款通讯接口卡)连接卫星,再通过星上电缆网与各分系统相连接,实时监控充/供电阵工作状态,并生成各种工作状态下的监测报告,同时具备采集数据存档和历史数据分析的功能。
4. 卫星等效器:用于模拟实际卫星,提供一个在地面对卫星进行测试的等效环境。
5. DC/DC主备份切换测试设备:该设备通过星表接口与卫星连接,用于测试DC/DC转换器的主备份切换功能。
6. 火工品电路检测设备:用于检测卫星上的火工品电路是否正常工作。
在设计和开发该测试系统时,需考虑多个方面:
- 采用 PROFIBUS 总线构建测试系统网络,因为其传输速度快、数据量大、可扩展性良好,能满足工业现场对高可靠性的通信需求。
- 系统的通用化、模块化、系列化和可扩展性,这是为满足星座模式下多星测试的需求。
- 系统的设计研制需要专业知识技能和系统工程思想,考虑如何继承原有设计思维和成熟技术的同时,增加新特性。
该系统的研制成功,将为多星星座模式下,尤其是环境遥感、空间探测等应用范围日益广泛的应用中,卫星的测试提供强大支持。通过本系统提供的测试,可以有效提高卫星测试的水平,优化总体设计,确保卫星整体测试的安全可靠。
研制团队由王建军、马楠、李立等人组成,他们来自航天东方红卫星有限公司,具备丰富的卫星研制和卫星综合测试经验。研制过程中的技术难点和挑战颇多,但通过团队的共同努力,利用专业技术知识,采用了先进的PLC技术和组态技术,成功设计并实现了这一地面供配电测试系统,使之满足卫星星座综合测试的需要。