ソーラーパネル回転システム。ソーラーパネル回転コントローラー

本発明は、作業面と後面の両方から有用な電力を供給する、ソーラーパネル（ＳＢ）を介した宇宙船（ＳＣ）の電力供給に関する。提案されたシステムには、ソーラーパネルを回転させる装置、増幅変換装置、ソーラーパネルを太陽に向ける方向を制御する制御ユニット、ソーラーパネルを所定の位置に回転させるブロック、電流レギュレータのブロックが含まれています。電流センサーと電源システムの制御ユニット。このシステムにはさらに、宇宙船の軌道の高さ、宇宙船の向き、宇宙船から見える地球の地平線上の太陽の仰角といった測定ブロックが含まれています。直射日光の影響下で太陽系が生成する最大電流値を設定するブロックがあります。地球から反射した放射線がソーラーパネルの動作面に当たる瞬間、地球から反射した放射線がソーラーパネルの裏面に当たる瞬間、追加の電気が発生する瞬間を決定するためのブロックも導入されています。地球から反射された放射線の影響下にあるソーラーパネル、ソーラーパネルの回転角度、および太陽放射線が当たる部分の面積作業面 SB。この回路には、2 つのキーと要素 NOT と OR も含まれています。本発明の技術的成果は、宇宙船の設計要素による太陽光発電面の影の可能性を考慮しながら、地球から反射して太陽光発電の作業面と背面に到達する太陽放射をより完全に利用することにより、太陽光発電出力を増加させることである。。 8 病気。

RF 特許 2341421 の図面

本発明は、宇宙技術の分野、すなわち宇宙船（ＳＣ）の電源システム（ＳＥＳ）に関するものであり、太陽電池パネル（ＳＢ）の位置を制御するために使用することができる。

確実にするために高効率ほとんどの宇宙船に関する SB の研究は、太陽への方向を自動的に設定するシステムを確立しています (190 ～ 194 ページ、、57 ページを参照)。このようなシステムの構成をアナログとしてみると、太陽センサー、論理変換装置、太陽系の位置を制御する電気駆動装置が含まれます。システムの動作中、ソーラーパネルは、照射される作業面の法線と太陽の方向との間の角度が最小値になるように方向付けられ、ソーラーパネルからの電気の流れが最大になるようにします。

宇宙船 SB の位置を制御するこのシステムの欠点は、たとえば、宇宙船からの保護のために、SB を設計上の固定位置に位置合わせする操作が提供されていないことです。マイナスの影響要因外部環境(FVS)。 FWS は、太陽放射の高エネルギー粒子の流れ、または動作している宇宙船の方向調整エンジンから発生するガスの流れである可能性があります。

プロトタイプとして採用された類似品の中で最も近いものは、6 ページで説明されている SB 宇宙船の位置制御システムです。

システムのブロック図には、ハウジングの硬質基板上に太陽電池ユニット (PVB) と太陽電池パネル回転装置 (UPSB) がある太陽電池パネルが含まれています。増幅変換装置 (ACD); SB を太陽に向ける制御ユニット (BUOSBS)。 SBを所定の位置に回転させるためのブロック（BRSBZP）。電流調整ブロック (BRT)、AB ブロック (BAB)。充電器 AB (ZRU AB) 用。バッテリー充電用のコマンドを生成するユニット (BFKZ AB)。負荷電流センサー (LCS); 電源システム制御ユニット (BUSES); 電源バス（SE）。この場合、BSE の出力は BRT の入力に接続されます。 BRT の出力は SE に接続されます。 BAB は、AB 閉開閉装置を介して入力によって ShE に接続されます。 AB スイッチギヤはその最初の入力によって ShE に接続され、DTN 出力は AB スイッチギヤの 2 番目の入力に接続され、AB スイッチギヤの入力はさらに ShE に接続されます。 BAB とその出力は BFKZ AB の最初の入力に接続され、BUSES の最初の出力は指定されたブロックの 2 番目の入力に接続されます。 BFKZ AB の出力は、ZRU AB の 3 番目の入力に接続されます。 BUSES の 2 番目と 3 番目の出力は、それぞれ BUOSBS と BRSBZP の 1 番目の入力に接続されています。 UPSB 出力は 2 番目の入力 BUOSBS および BRSBZP に接続されます。 BUOSBS と BRSBZP の出力はそれぞれ UPU の 1 番目と 2 番目の入力に接続され、その出力は UPSB の入力に接続されます。また、UPSB は SB に機械的に接続されています。

このシステムによって実現されるアクションの本質は次のとおりです。 SB からの電気の流れを最大化するために、SB パネルは、照明される作業面の法線と、SB パネルの回転軸と太陽への方向によって形成される平面の位置合わせに対応する作業位置まで回転します。。次に、SB の作業面に対する FVS の悪影響が始まる瞬間が特定され、SB パネルは、照射された作業面の法線と太陽の方向との間の指定された角度で回転され、これらの要因の影響が始まる時刻と、指定された影響が終了した後、SB パネルは作業位置に戻ります。

BSEで発電された電力はSBからBRTに送電される。次に、BRT からの電力が ShE SES に供給されます。軌道の影の部分（太陽系からの電流がない状態）では、バッテリーユニットの放電により、バッテリー開閉装置が宇宙船上の電力不足を補います。これに伴い、AB ZRU は BFKZ AB を介して BAB に充電します。同時に、DTN からの情報を使用して、バッテリ開閉装置で充放電サイクルが実行されます。

このシステムは、宇宙船電力供給モードでの動作と同時に、太陽電池パネルの平面の位置を制御する問題を解決します。実行されている宇宙船飛行プログラムに応じて、SB 制御の優先順位は BUOSBS ブロックまたは BRSBZP ブロックのいずれかに与えられます。

BUSES からのコマンドに応じて、BUSBS ブロックは太陽に対する太陽系の向きを制御します。太陽制御アルゴリズムの入力情報は、宇宙船に関連付けられた座標軸に対する太陽上の単位方向ベクトルの位置です。宇宙船本体に対するSBの位置。SBの作業面の法線の現在位置と角度センサー（AS）からの太陽方向との間の角度の現在の測定値の形で取得されます。 UPSBにインストールされています。 SB が太陽の方向を向いている場合、0。制御アルゴリズムの出力情報は、UPSB 出力軸の軸に対して SB を回転させるコマンドと回転を停止するコマンドです。 UPSB リモートコントロールは、安全システムの位置に関する個別の信号を提供します。個別のサイズによって衛星の方向の精度が決まります。

BRSBZP は、プログラム設定に従って BUSES を利用して SB を制御します。ソフトウェア設定に基づく SB 制御アルゴリズムにより、必要な角度値 = 2 で指定された任意の位置にバッテリーを取り付けることができます。同時に、BRSBZP の回転角度を制御するために、UPSB リモコンからの情報も使用されます。

UPU は、BUOSBS、BRSBZP、UPSB の間のインターフェイスの役割を果たします。

地球に到達する太陽放射は、地球の表面や雲から反射され、大気によって散乱されることが知られています (p.272 を参照)。太陽電池の感度領域のスペクトル範囲に集中した反射放射線のエネルギーは、太陽電池によって感知され、その出力電力が増加します。

したがって、宇宙船の軌道の照らされた部分では、SB は直接太陽放射に加えて、地球から反射された放射も受け取ります。プロトタイプとして採用された方法とシステムには重大な欠点があります。地球から反射される太陽放射をさらに利用して電力の流れを増やすことができないということです。

提案されたシステムが直面する課題は、表面の陰影の可能性を考慮して、地球から反射され、ソーラーパネルの作業面と背面に到達する太陽放射を追加的に使用することにより、ソーラーパネルからの電気の流れを増やすことです。宇宙船の設計要素によるソーラーパネルの設計。

技術的成果は、宇宙船の太陽電池パネルの位置を制御するシステムが達成され、そのシステムには、背面に正の出力電力を有する太陽電池が含まれ、その上に太陽電池のブロックが設置され、太陽電池パネルを回転させる装置が含まれる。ソーラーパネル、増幅変換装置、太陽の方向に応じてソーラーパネルの向きを制御する制御ユニット、ソーラーパネルを所定の位置に回転させるブロック、電流レギュレータのブロック、電流センサー、制御ユニット電源システムとしては、太陽電池ブロックの出力が電流調整ブロックの入力に接続され、電流調整ブロックの出力が電流センサーの入力に接続され、方向制御ブロックの出力が太陽光パネルに接続されます。太陽の方向とソーラーパネルの所定の位置への回転は、それぞれ増幅変換装置の第１入力と第２入力に接続され、その出力はソーラーパネルを回転させる装置の入力に接続され、その出力は、太陽の方向にソーラーパネルの向きを変え、ソーラーパネルを所定の位置に回転させるための制御ユニットの入力に接続されており、ソーラーパネルを回転させるための装置は、ソーラーパネルに機械的に接続されているバッテリー、宇宙船の軌道の高さを測定するブロック、宇宙船の向きを測定するブロック、宇宙船から見える地球の地平線上の太陽の仰角を測定するブロック、最大値を測定するタスクブロック直接太陽放射の影響下でソーラーパネルによって生成される電流、地球から反射された放射線がソーラーパネルの作業面に当たる瞬間を決定するためのブロック、地球から反射された放射線が裏面に当たる瞬間を決定するためのブロックソーラーパネルの数、地球から反射された放射線の影響下で太陽電池が追加の電気を生成する瞬間を決定するためのブロック、ソーラーパネルの回転角度を決定するためのブロック、部品の面積を決定するためのブロック太陽放射によって照らされるソーラーパネルの作業面の、2つのスイッチと要素のNOTとOR、一方、電流センサーの出力は、ソーラーパネルの回転角度を決定するブロックの最初の入力に接続され、ブロックは、地球から反射された放射線の影響下で太陽電池によって追加の電気が発生する瞬間。その出力と 2 番目から 4 番目の入力は、それぞれ NOT 要素の入力と設定ブロックの出力に接続されます。直射日光の影響下で太陽電池が生成する電流の最大値、太陽光パネルの作業面の太陽放射が当たる部分のOR素子および判定ブロック領域、第1および第2の入力および出力それらの出力は、宇宙船方位測定ユニットの出力、ソーラーパネル回転装置、およびソーラーパネル回転角度決定ユニットの第２の入力にもそれぞれ接続されており、その出力と第３から第８の入力がそれぞれ接続されている、太陽電池パネルを所定の位置に回転させるためのブロックの 2 番目の入力と、太陽電池パネルを回転させるためのデバイスの出力、直射日光の影響下で太陽電池パネルによって生成される電流の最大値を設定するブロック、宇宙船の軌道の高度を測定するためのブロック、太陽電池パネルの作業面や裏面に当たる地球からの放射線の反射の瞬間を測定するためのブロック、そして地球から見える地球の地平線上の太陽の仰角を測定するためのユニットです。宇宙船の出力は、太陽電池パネルの作業面と背面に当たる地球からの放射線の反射の瞬間を決定するためのブロックの最初の入力にも接続されており、その 2 番目の入力は、太陽電池パネルの出力に接続されています。宇宙船の軌道の高度を測定する一方で、地球から反射された放射線がソーラーパネルの作業面と背面に当たる瞬間を決定するためのユニットの出力も、それぞれOR要素の異なる入力に接続されています。電源システム制御ユニットの出力は、1番目と2番目のキーの情報入力に接続されており、その制御入力は、NOT要素の出力と、ソーラーパネルによる追加の電気の生成の瞬間を決定するブロックに接続されています。それぞれ地球から反射された放射線の影響を受けており、最初と 2 番目のキーの出力はそれぞれ、太陽に向かうソーラーパネルの向きを制御するブロックの 2 番目の入力とブロックの 9 番目の入力に接続されています。ソーラーパネルの回転角度を決定します。

提案される発明は、ソーラーパネルが宇宙船の構造要素によって遮られるクラスの宇宙船、およびソーラーパネルの背面から照射されたときにソーラーパネルが正の出力電力を有する宇宙船に適用される。

提案された内容では、技術的解決策 SB パネルの背面の正の出力電力を持つ SB によって生成される電流の増加は、地球から反射され、SB パネルの作業面および背面に入射する太陽放射を追加的に使用することによって達成されます。これを行うには、宇宙船が軌道の照らされている部分にあるとき、ソーラーパネルの作業面の法線が太陽の方向を向き、地球から反射された太陽放射が作業面に到達する時間間隔が決定されます。またはソーラーパネルの背面にあります。次に、ソーラーパネルの作業面に到達する直接太陽放射と、作業面に到達する地球からの反射光によるソーラーパネルの全照度から最大の発電量が確保されるように、ソーラーパネルが回転します。ソーラーパネルの裏面。

提案された発明の本質は、図１〜８に示されており、図１および図２は、地球から反射された日射が到達する場合の、地球からの直接および反射日射によるソーラーパネルの照明図である。それぞれ、ソーラーパネルの作業面と背面にあります。提案されたシステムにおける SB 照明図を示します。以下に入力される角度の定義を説明する幾何学的構造の図である。ＳＢの陰影を考慮した、ＳＢの作業面の照射領域の決定を説明する幾何学的構造の図である。提案システムのブロック図である。図８は、国際宇宙ステーション（ＩＳＳ）のロシアセグメント（ＰＣ）のＳＢからの電力の到達を示すグラフである。

提案システムにより実現される動作について説明する。

説明されている太陽系照明スキームを説明する図 1 ～ 4 では、すべての構造が宇宙船の動径ベクトルと太陽への方向によって形成される平面内で作成され、次の記号が導入されています。

N - SB パネルの作業面に垂直。

S、PC、BC * - 太陽への方向ベクトル。

O - 地球の中心。

または - 宇宙船の半径ベクトル。

OB - 地球の半径。

B は反射された放射線の流れが宇宙船に入る点です。

宇宙船から太陽への方向と点 B への方向の間の角度。

MM * - 点 B の水平線。

S およびは、宇宙船に到達する太陽放射の地球からの入射角と反射角です。

PD - 宇宙船から地球の地平線までの方向。

B * - 線PDによる地球との接点。

g は、宇宙船から見える地球の地平線上の太陽の仰角です。

Q z は、宇宙船から見える地球の円盤の半角です。

RO 方向と PB 方向の間の角度。

Ｑ sb は、法線Ｎから測定された、ＳＢパネルの作業面の感度ゾーンの半角である（図１および３にのみ示されている）。

N と S の間の角度 (図 3 と 4 にのみ示されています)。

図 2 と 4 では、さらに次のように示されます。

N O - SB パネルの背面に垂直。

S O - 反太陽方向。

方向 N o と宇宙船から点 B への方向との間の角度。

Q O - 通常の N O から測定した、SB パネルの背面の感度ゾーンの半角。

SB の現在の方向を考えます。SB の作業面の法線 N と太陽への方向 S が組み合わされます (同時に N o が S o と組み合わされます)。

私たちは、SB パネルの考慮された各表面の感受性ゾーンの概念を使用します - 定義された領域デザインの特徴 SB 要素 (照射時に SB が生成できるもの) 電流。ソーラーパネルの各表面の感度ゾーンを、ソーラーパネルの対象となる表面の法線から測定したゾーンの半角の値によって設定します。

Q sb - SB パネルの作業面の感度ゾーンの半角、Q sb<90°,

Q o - SB パネルの背面の感度ゾーンの半角、Q o<90°.

これらの領域の外側から太陽系を照らす場合、生成される電流は存在しないか、無視できるほど小さいです。

地球から反射された放射線が宇宙船に到達するのは、軌道の照らされた部分でのみ可能ですが、反射点 (点 B) の位置は、入射角 s と太陽放射線の反射の比によって決まります。地球から（39 ～ 52 ページを参照）。

宇宙船が地球の影から出て軌道の照らされた部分に入った後、宇宙船が地球の影に入る前に、地球から反射された放射線がソーラーパネルの作動面に当たります（図1に示すケースA）。

軌道のこのセクションは、次の条件によって決まります。

SB 感度ゾーンの概念を考慮すると、以下の条件が満たされる場合、地球から反射された放射線が SB パネルの作業面で発電に使用されます。

その後、地球から反射された放射線が太陽系の作動面に当たり、発電への使用もこの条件下で実行されます。

宇宙船が軌道の照射部分の中央にあるとき、地球から反射された放射線はソーラーパネルの裏面に影響を与えます（図2のケースB）。軌道のこのセクションは、次の条件によって決まります。

SB 感度ゾーンの概念を考慮すると、以下の条件が満たされる場合、地球から反射された放射線が SB パネルの背面で発電に使用されます。

角度を決定するには、さまざまな手法を使用できます。

角度 ORS を構成する角度の合計が等しいことから、次のようになります。

ケース A では、角度 g と角度の値が近いため、次の式を使用できます。

ケース B では、角度が小さく、角度と (Q z +g) の値が近いため、次の式を使用できます。

探査機 Q z から見える地球円盤の半角は、三角形 ORV * から求められます。

ここで、R e - 地球の半径、H o - 宇宙船の軌道の高度が示されています。

より複雑な方法を使用して角度を決定することもできます。その可能なオプションの 1 つは、次の計算手順です。

角度の定義を説明する図 5 では、次のように追加で示されています。

Kは直角三角形ORKの直角の頂点です。

角度は直角三角形 ORK と OVK から決定されます。

式(14)、(18)を(11)に代入してを表すと、角度を正確に求めるための関係が得られます。

角度は、平行線 PC と BC の割線 PB における角度の等しいことから得られる関係式によって角度、s に関連付けられます *:

反射面の性質により、入射角と反射角が等しいと仮定できる場合:

式（２３）を満たす値は、以下の手順で反復して求められる。

この方程式の解を o と相対的に表し、(23) の右辺の関数を次のように表します。

最初の反復では、関数 (24) に 1 (目的の値 o の初期近似値) に等しい値を代入します。ケース A では、角度 g の値を初期近似値として取得するのが便利です。ケース B では、合計 (Q z +g) の値を取得します。

ステップ i=1、2、3、... に対して反復プロセスを順番に実行し、その各 i 番目のステップで、次の式に従って i+1 - 目標値 o への新しい近似値 - を見つけます。

角度の定義領域を考慮します: (2) - ケース A および (7) - ケース B。さらに、新しいそれぞれの近似は、前の近似よりも望ましい値 o に近づきます。

取得した新しい近似値 i+1 と以前の近似値 i の差が必要な計算精度 (値 o の計算に必要な精度) よりも小さい場合、反復プロセスを停止します。

なぜなら将来的には、新しい近似値はそれぞれ、以前の近似値との差が未満になります。この場合、一連の逐次近似 i+1、i=1、2、3、... が収束する目標値 o も、最後に得られた近似とわずかの差しかありません。したがって、必要な計算精度を考慮した o の望ましい値が得られます。

この反復プロセスは、望ましい解決策に迅速に収束します。たとえば、この技術提案の適用例として以下に説明する ISS PC の向きを制御する場合、1° の精度で望ましい値がすでに達成されています。反復プロセスの 4 番目のステップ。

地球から反射された太陽放射が SB に当たらない場合、SB によって生成される電流 I は次の式によって決まります (p. 109 を参照)。

ここで、I は SB によって生成される電流です。

I s_max は、太陽電池パネルの表面に当たる地球から反射された放射線がなく、太陽電池パネルの影がない状態で、太陽電池パネルの照射された作業面が太陽光線に対して垂直に向いているときに、太陽電池パネルによって生成される電流です。宇宙船の設計要素によるソーラーパネルの作業面。

SBによって生成される電流は、SBの太陽電池に影響を与える放射線が当たるSBパネルの表面積に比例すると仮定します。次のように示しましょう:

ps - 日射束密度。

S s は、太陽放射を受けるソーラーパネルの作業面の部分の面積です。

p o - 地球から反射される放射線の束密度。

S o は、地球から反射された放射線を受け取る SB パネルの表面の部分の面積です。

まず、地球から反射された放射線が SB の作業面に到達するケース A を考えてみましょう (図 1 および 3)。

提案システムでは、軌道のこのセクションで、SB N の作業面の法線を、地球から反射された放射線が SB に到達する方向 S から、北と南の間の角度（図3）により、太陽系の作用面における直接太陽放射と地球から反射された放射の合計の影響からSB電力の最大の生成が保証されます。このＳＢの向きは、ＳからＮを地球の中心に向かって（地球から反射された放射線がＳＢに到達する側に）、以下のように求められる角度の計算値だけ回転させることにより行われる。

地球から反射された放射線がソーラーパネルに到達する方向にNがSからある角度でずれている場合、作業パネルに到達する直接太陽放射線と地球から反射された放射線の束の実効値の合計Pソーラーパネルの表面は次の式で計算されます (57 ページを参照)。

最大値 (29) をもたらす角度の値を計算する式は、この式の導関数を 0 から 0 に設定することで得られます。

関係式 (29) から p o S o を表しましょう。

(33) を (32) に代入すると、次のようになります。

次のように示しましょう:

S s_max - SB パネルの最大作業表面積。

総放射線 R の影響下では、SB は電流 I を生成します。放射線束 (ps S s_max) の影響下では、SB は I s_max に等しい電流を生成します。同時に

(36) を考慮した関係 (34) は次の形式になります。

次に、地球から反射した放射線が SB の裏面に到達するケース B を考えてみましょう (図 2 および 4)。

提案システムでは、軌道のこの部分において、SB 裏面の法線 N o を、地球から反射した放射線が SB に到達する方向 S o から計算値までずらす。 N o と S o の間の角度 (図 4)、SB の作業面と SB の裏面への直接太陽放射 (地球から反射された放射) の合計の影響から SB 電力を最大に生成します。。 SB のこの方向は、N o を S o から地球の中心に向かって (地球から反射された放射線が SB に到達する方向に) 回転させることによって実行されます。これは、N を S から中心から遠ざけるのと同じです。地球の角度 (または宇宙船の半径ベクトルの方向) は、次のように決定される角度の計算値によって決まります。

N o が S o から地球から反射した放射線が SB に到達する方向に角度だけずれている場合、方向 N o と地球から反射した放射線が SB に到達する方向との間の角度 (点 B) ) は次の関係によって決まります。

この場合、ソーラーパネルの作業面（直接日射）とソーラーパネルの裏面（地球からの反射放射線）に到達する放射束の実効値の合計Pは、次の式で計算されます。

最大値 (40) をもたらす角度の値を計算する式は、この式の導関数を 0 から 0 に設定することで得られます。

関係式 (40) から p o S o を表しましょう。

したがって、ケースＡおよびケースＢに対する最適なＳＢの回転角度を求めるための式（３７）および式（４６）が得られる。これらの式の解は、以下の手順に従って反復法を用いて相対的に実行される。

方程式 (37) と (46) をそれぞれ次の形式で表します。

(47) と (48) の右辺の関数を次のように表します。

検討中の方程式の解を o と表すことにします。

最初の反復で、関数 (49) に 1 に等しい値 (目的の値 o の初期近似値) を代入します。これに対して 0° をとります (N と S の間の角度の現在の値を取得することもできます)。

ステップ i=1、2、3、... については、反復プロセスを実行します。その各 i 番目のステップで、次の式に従って、i+1 (目的の値 o への新しい近似値) を見つけます。

この場合、新しい近似値はそれぞれ、前の近似値よりも目的の値 o に近づきます。取得した新しい近似値 i+1 と以前の近似値 i の差が必要な計算精度未満になった場合、反復プロセスを停止します。

なぜなら将来的には、新しい近似値はそれぞれ、以前の近似値との差が未満になります。この場合、一連の逐次近似 i+1、i=1、2、3、... が収束する目標値 o も、最後に得られた近似とわずかの差しかありません。

したがって、必要な計算精度を考慮した o の望ましい値が得られます。

この条件が満たされる場合、地球から反射される放射線を考慮する必要があります。

地球から反射した放射線が太陽電池パネルの作業面または裏面に当たることにより、太陽電池パネルからの電流値が、地球から反射した放射線が当たらない条件下で得られる最大可能電流値を超えるとき。ソーラーパネルには、ソーラーパネル宇宙船の設計要素の作業面の現在の可能なシェーディングを考慮した係数が乗算されます。

現在の面積Ｓ s の値は次のように計算される。必要な幾何学的構造を説明する図 6 では、次のことが示されています。

Ｘｓｂ、Ｙｓｂは、ＳＢに関連付けられたデカルト座標系の座標軸であり、Ｘｓｂ軸は、ＳＢの作業面に対して垂直に向けられている。

P 1 P 2 - SB の作業面。

K 1 K 2 - SB の作業面をシェーディングする宇宙船の構造要素。

P 1 P p - 要素 K 1 K 2 によって影が付けられた SB の作業面の一部。

R r R 2 - SB の作業面の照明部分。

P k は、要素 K 1 K 2 の SB の作業面への投影の極点です。

長方形の SB の作業面を考えてみましょう。 SB に関連付けられた座標系内の点 P 1 (0; y 1) および P 2 (0; y 2) の座標は一定であり、SB の作業面の全領域の値 S s_maxは次の式で与えられます。

ここで、L は、SB に関連付けられたデカルト座標系の Z 軸 sb に沿った SB の線形サイズです。

宇宙船の方位パラメータの測定値と宇宙船に対する衛星の位置に基づいて、衛星に関連付けられた座標系で衛星の作業面を影にする宇宙船構造要素の座標を決定します。ＳＢに関連付けられた座標系におけるシェーディング要素Ｋ１Ｋ２の極点の得られた座標をＫ２（ｘｋ；ｙｋ）と表すことにする。

次に、点 P k の座標は (0; y k) に等しく、点 P p (0; y p) の座標 y p (SB の作業面の照明部分と影部分を分離する点) が決定されます。式によって

面積 S s の現在の値は、次の式で計算されます。

図 7 に示す提案システムのブロック図には、次のブロックが含まれています。

1 - SB; 2 - BSE。 3 - UPSB; 4 - UPU; 5 - BUOSBS; 6 - BRSBZP; 7 - BRT;

8 - DT; 9 - バス。

10 - 宇宙船の軌道の高さを測定するためのユニット（BIVOKA）。

11 - 宇宙船方位測定ユニット (BIOKA)。

12 - 宇宙船から見える地球の地平線上の太陽の仰角を測定するためのユニット（BIUVSVGZ）。

13 - 直接太陽放射の影響下でソーラーパネルによって生成される最大電流値を設定するためのブロック (BZMTVSBVPSI)。

14 - 地球から反射された放射線がソーラーパネルの作業面に当たる瞬間を決定するブロック（BOMPOSIRPSB）。

15 - 地球から反射された放射線が太陽電池パネルの裏面に当たる瞬間を決定するブロック (BOMPOSITPSB)。

16 - 地球から反射された放射線の影響下で太陽電池によって追加の電気が発生する瞬間を決定するためのブロック（BOMGSBDEVOZI）。

17 - ソーラーパネルの回転角度を決定するブロック (BOUPSB)。

18 - 太陽放射によって照らされるソーラーパネルの作業面の部分の面積を決定するためのブロック（BOPOSIRPSB）。

19、20 - 第 1 キーと第 2 キー。

21 - 要素はありません。

22 - OR要素、

この場合、BSE (2) の出力は BRT (7) の入力に接続されます。 BRT 出力 (7) は DT 入力 (8) に接続されます。 BUOSBS (5) と BRSBZP (6) の出力は、それぞれ UPU (4) の第 1 入力と第 2 入力に接続されます。 UPU (4) の出力は UPS (3) の入力に接続されます。 UPSB (3) の出力は、BUOSBS (5) および BRSBZP (6) の最初の入力に接続されます。 DT 出力 (8) は、最初の入力 BOUPSB (17) および BOMGSBDEVOSI (16) に接続されます。出力および第２〜第４入力ＢＯＭＧＳＢＤＥＶＯＳＩ（１６）は、それぞれ、ＮＯＴ要素（２１）の入力、ＢＺＭＴＶＳＢＶＰＳＩ（１３）、ＯＲ要素（２２）およびＢＯＰＯＳＩＲＰＳＢ（１８）の出力に接続される。 BOPOSIRPSB (18) の第 1 および第 2 の入力および出力は、BIOKA (11)、UPSB (3) の出力、および BOUPSB (17) の第 2 入力にもそれぞれ接続されます。 BOUPSB (17) の出力と 3 番目から 8 番目の入力は、それぞれ BRSBZP (6) の 2 番目の入力と UPSB (3)、BZMTVSBVPSI (13)、BIVOKA (10)、BOMPOSIRPSB (14) の出力に接続されています。、BOMPOSITPSB (15)、BIUVSVGZ (12)。 BIUVSVGZ (12) の出力は、BOMPOSIRPSB (14) および BOMPOSITPSB (15) の最初の入力にも接続されます。 2 番目の入力 BOMPOSIRPSB (14) および BOMPOSITPSB (15) は、BIVOKA (10) の出力に接続されます。出力ＢＯＭＰＯＳＩＲＰＳＢ（１４）およびＢＯＭＰＯＳＩＴＰＳＢ（１５）も、ＯＲ要素（２２）の異なる入力にそれぞれ接続される。バス（９）の出力は、第１キー（１９）および第２キー（２０）の情報入力に接続されている。第１および第２のキー（１９）および（２０）の制御入力は、要素ＮＯＴ（２１）およびＢＯＭＧＳＢＤＥＶＯＳＩ（１６）の出力にそれぞれ接続される。第１および第２のキー（１９）および（２０）の出力は、それぞれ、ＢＵＯＳＢＳ（５）の第２入力およびＢＵＯＳＳＢ（１７）の第９入力に接続される。

図 7 には、SB ドライブの出力シャフトを介した UPSB (3) と SB ハウジング (1) の機械的接続も点線で示されています。

システムは次のように動作します。

BSE (2) からの電力は BRT (7) に供給され、そこから宇宙船の SE SES に供給されます。この場合、BRT(7)は、SBが発生する電流の電流値を測定するDT(8)に接続されます。

BIVOKA (10) では、探査機の軌道高度の値が測定されます。

BIOKA (11) では、宇宙船の方向パラメータが測定されます。

BIUVSVGZ (12) は、宇宙船から見える地球の地平線上の太陽の仰角の値を決定します。

BOMPOSIRPSB (14) は、地球から反射された放射線が SB パネルの作業面に当たる瞬間を決定します。これを行うために、条件 (5) が満たされているかどうかがチェックされます。このブロックは、式 (12) を使用した角度の計算、または計算手順 (23) ～ (27) の使用と条件 (3) のチェックなど、より複雑な計算スキームを実装することもできます。条件 (5)、(3) が満たされると、BOMPOSIRPSB ブロック (14) は OR 要素 (22) の最初の入力に到達するコマンドを生成します。

BOMPOSITPSB (15) は、地球から反射された放射線が SB パネルの背面に当たる可能性がある時刻を決定します。これを行うために、条件 (6) が満たされているかどうかがチェックされます。このブロックは、式 (13) を使用した角度の計算、または計算手順 (23) ～ (27) の使用と条件 (10) のチェックなど、より複雑な計算スキームを実装することもできます。条件 (6)、(10) が満たされると、BOMPOSITPSB ブロック (15) は OR 要素 (22) の 2 番目の入力に到達するコマンドを生成します。

ＯＲ要素（２２）の２つの入力のいずれかでコマンドが受信されると、ＯＲ要素（２２）の出力でコマンドが生成され、ＢＯＭＧＳＢＤＥＶＯＳＩ（１６）の対応する入力に送信される。 BOMPOSIRPSB (14) ブロックと BOMPOSITPSB (15) ブロックは同時にコマンドを生成できないことに注意してください。相互に排他的な幾何学的条件が満たされているかどうかをチェックします。

BOPOSIRPSB (18) では、太陽系の作業面のうち、現在直接太陽放射に照らされている部分の面積が決定されます。 BIOKA (11) からの宇宙船方位パラメータと UPSB (3) からの宇宙船に対する SB の位置角度に関する入力情報に基づいて、BOPOSIRPSB ブロック (18) は計算手順 (56) を実装します。 (57)。

BOMGSBDEVOSI (16) では、地球から反射された SB 放射線の使用の瞬間、つまり地球から反射された放射線の影響下で SB によって追加の電気が生成される瞬間が決定されます。これらの瞬間は、条件 (54) と、地球から反射された放射線が SB パネルの作業面または背面に当たる条件の同時満たしに対応します (後者の条件は、BOMPOSIRPSB (14) および BOMPOSITPSB (15) で満たされます)ブロック）。条件 (54) が同時に満たされ、OR 要素 (22) から信号が受信されると、BOMGSBDEVOSI ブロック (16) は NOT 要素 (21) の入力とキーの制御入力に送信されるコマンドを生成します。 (20)。

条件 (54) が満たされない場合、または BOMGSBDEVOSI (16) の出力で OR 要素 (22) から信号を受信しない場合、コマンドは生成されません。次に、NOT 要素 (21) がキー (19) の制御入力に送信されるコマンドを生成します。この場合、キー（２０）は閉じられており、キー（１９）は開いている。

キー (19) と (20) のこの状態では、オープンキー (19) を介して BUSES (9) からの制御コマンドが BUSBS ユニット (5) に入り、BUSBS ユニット (5) が SB (1) の方向を制御します。太陽。 BUOSBS (5) は、宇宙船の運動およびナビゲーション制御システム (VCS) に基づいて実装できます (参照)。衛星制御アルゴリズムの入力情報は次のとおりです。船舶の運動学的輪郭のアルゴリズムによって決定される、宇宙船に関連付けられた座標軸に対する太陽に対する単位方向ベクトルの位置。 UPSBリモコンによる角度の現在の測定値の形で取得される、宇宙船本体に対するSBの位置（3）。制御アルゴリズムの出力情報は、UPSB(3)の出力軸の軸に対してSBを回転させる指令、回転を停止する指令です。 UPSB リモートコントロール (3) は、SB (1) の位置に関する信号を提供します。

BOMGSBDEVOSI (16) がキー (20) の制御入力と NOT 要素 (21) に到達するコマンドを発行すると、NOT 要素 (21) はキー (19) の制御入力でコマンドを生成しません。この場合、キー（２０）は開いており、キー（１９）は閉じている。

この鍵（１９）、（２０）の状態で、ＢＵＳＥＳ（９）から公開鍵（２０）を介して制御コマンドがＢＵＰＳＢ（１７）に送信される。

BUSES (9) から入力 BOUPSB (17) へのコマンドを受信すると、BOUPSB ブロック (17) は、ブロック BOMPOSIRPSB (14) および BOMPOSITPSB (15) から受信したコマンドに応じて、回転角 SB = 0 を計算します。計算手順 (47) ～ (53) を使用します。この場合も角度は式（１２）、（１３）または（１９）、（２３）～（２７）を用いて計算される。計算には、UPSB (3)、DT (8)、BZMTVSBVPSI (13)、BOPOSIRPSB (18)、BIUVSVGZ ( 12）、ビボーカ（10）。 =

ブロック BOMPOSIRPSB (14)、BOMPOSITPSB (15)、BOMGSBDEVOSI (16)、BOUPSB (17)、BOPOSIRPSB (18) の実装は、宇宙船飛行制御センター (MCC) のハードウェアとソフトウェアの両方に基づいて可能です。宇宙船に乗り込みます。 BUSES (9) の実装例としては、地球局 (ES) と搭載機器 (BA) で構成される、ヤマル 100 宇宙船のサービス制御チャネル (SCU) 搭載システムの無線手段が考えられます (「BUSES (9)」を参照)。の説明）。特に、BA SKU と 3D SKU は、宇宙船のオンボードデジタルコンピュータシステム (OBDS) へのデジタル情報 (DI) の発行とその後の確認の問題を解決します。 BCWS は、ブロック BUOSBS (5)、BOUPSB (17)、BRSBZP (6) を制御します。

UPU (4) は、BUOSBS (5)、BRSBZP (6)、UPSB (3) の間のインターフェイスの役割を果たし、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号を増幅します。

BIVOKA (10)、BIOKA (11)、BIUVSVGZ (12) は、宇宙船のセンサーと機器に基づいて作成できます (参照)。 BZMTVSBVPSI (13)、BOMPOSIRPSB (14)、BOMPOSITPSB (15)、BOMGSBDEVOSI (16)、BOUPSB (17)、BOPOSIRPSB (18) の実装は、BTsVS に基づいて実行できます。キー (19)、(20)、NOT 要素 (21)、OR 要素 (22) は、基本的なアナログ回路の形式で作成できます。 SB (1)、BFB (2)、UPSB (3)、UPU (4)、BUOSBS (5)、BRSBZP (6)、BRT (7)、DT (8) は、SES 要素に基づいて作成できます (「SES 要素」を参照)。）。

したがって、システムの基本ブロックの実装例が検討され、その結果に基づいて決定が行われ、提案された操作が実装されます。

提案された発明の技術的効果について説明する。

提案された技術ソリューションは、ソーラーパネルの作業面に到達する直接太陽放射と、ソーラーパネルの作業面または背面に到達する地球から反射した放射のソーラーパネルへの総合的な影響から最大限の発電を保証します。宇宙船の設計要素によってソーラーパネルの作業面に影が生じる可能性を考慮してください。この場合、提案された時間間隔で地球から宇宙船に反射される放射線の到達方向によって決定される、太陽の方向から所定の方向へ、提案された方法によって決定される計算された角度まで、ソーラーパネルを回転させる提案。

説明のために、図 8 は、太陽に対する SB の方向を維持しながらの公転中の時間 t (s) に対する SB PC MKC I(A) からの電気の到達のグラフを示しています: 02.02.2004、軌道 1704 、時間 17.35-19.06 DVM、ISK の方向 (参照)。グラフは、電流レベル I s_max を示し、軌道回転の照明部分の開始と終了に位置し、条件 (3) が満たされる瞬間に対応する時間間隔 T 1、T 2 をマークします。 o 軌道の照らされた部分の中央部分に位置し、条件 (10) が満たされる瞬間に対応します。グラフは、条件 (54) がこれらの間隔で満たされることを示しています。 SB パネルの表面では、地球から反射された放射線がさらに入射し、計算された角度 = だけ SB を回転させることで、SB パネルの表面に到達する全放射線の影響を受けて SB の発電量を増加させることができます。

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本発明の式

太陽電池のブロックを搭載した宇宙船の太陽電池パネルの位置を背面の正の出力電力で制御するためのシステムであって、太陽電池パネルを回転させる装置、増幅変換装置、方向制御装置を含むシステム太陽に向かう太陽電池パネルの方向、太陽電池パネルを所定の位置に回転させるユニット、電流調整ブロック、電流センサ、太陽電池ユニットの出力が電流の入力に接続される電源システム制御ユニットレギュレータユニットの出力は電流センサーの入力に接続され、ソーラーパネルの太陽への向きと指定された位置でのソーラーパネルの回転を制御する制御ユニットの出力は、それぞれレギュレータユニットに接続されています。増幅変換装置の第１および第２の入力、その出力はソーラーパネル回転装置の入力に接続され、その出力は太陽に向かうソーラーパネルの向きを制御する制御ユニットの入力に接続される太陽電池パネルを所定の位置に回転させ、太陽電池パネル回転装置の電池が指定された太陽電池に機械的に接続されており、宇宙船の軌道の高度を測定するためのユニットと、宇宙船の軌道の高度を測定するためのユニットとをさらに含むことを特徴とする、宇宙船の向き、宇宙船から見える地球の地平線上の太陽の仰角を測定する単位、太陽の直接放射の影響下で太陽電池によって生成される電流の最大値を設定する単位、単位地球から反射された放射線が太陽電池の作動面に当たる瞬間を決定するためのユニット、地球から反射された放射線が太陽電池の裏面に当たる時間を決定するためのユニット、太陽電池によって追加の電気がいつ生成されるかを決定するためのユニット地球から反射された放射線の影響、ソーラーパネルの回転角度を決定するブロック、太陽放射によって照らされたソーラーパネルの作業面の面積を決定するブロック、2つのキーと要素「NOT」と「OR」」、電流センサーの出力は、太陽電池パネルの回転角度を決定するブロックと、地球から反射された放射線の影響下で追加の電力の太陽電池の生成瞬間を決定するブロックの最初の入力に接続されます。出力と入力 - 2 番目から 4 番目まで - は、それぞれ「NOT」要素の入力と、太陽電池が生成する電流の最大値を設定するためのブロックの出力に接続されます。直接太陽放射、「OR」要素、および太陽放射によって照らされるソーラーパネルの作業面の部分の面積を決定するためのブロック。その第1および第2の入力および出力もそれぞれ、宇宙船の方向を測定するためのユニットの出力、ソーラーパネルを回転させるための装置、およびソーラーパネルの回転角度を決定するためのブロックの2番目の入力、出力と入力 - 3番目から8番目まで - 接続されていますそれぞれ、ソーラーパネルを所定の位置に回転させるためのブロックの2番目の入力とソーラーパネルを回転させるためのデバイスの出力に、次の影響下でソーラーパネルによって生成される電流の最大値を設定するためのブロック直接太陽放射、宇宙船の軌道の高度を測定するためのブロック、地球から太陽電池パネルの作業面と背面に反射された放射線の衝突の瞬間を決定するためのブロック、および太陽の仰角を測定するためのユニット宇宙船から見える地球の地平線上にあり、その出力は、地球から反射された放射線が太陽電池パネルの作業面と背面に当たる瞬間を決定するためのブロックの最初の入力にも接続されており、その2番目の入力は次のとおりです。宇宙船の軌道の高度を測定するためのユニットの出力に接続され、地球から反射された放射線がソーラーパネルの作業面と裏面に当たる瞬間を測定するためのユニットの出力もそれぞれ接続されています。電源システム制御ユニットの出力は、1 番目と 2 番目のキーの情報入力に接続され、その制御入力は「NOT」要素の出力に接続され、地球から反射された放射線の影響下でソーラーパネルによって追加の電気が発生する瞬間を決定するためのユニットであり、第1キーと第2キーの出力はそれぞれ、太陽方向制御ユニットのバッテリーの第2入力に接続されています。太陽の方向と太陽電池の回転角度を決定するブロックの 9 番目の入力。

特許 RU 2322373 の所有者:

本発明は、ソーラーパネル（ＳＢ）を使用した宇宙船（ＳＣ）の電力供給に関する。提案された方法は、太陽電池パネルの回転軸と太陽への方向によって形成される平面と、その照射面の法線との位置合わせに対応する作業位置まで太陽電池パネルを回転させることを含む。同時に、太陽の電磁放射と高エネルギー粒子の束密度が測定され、太陽活動の開始の瞬間とこれらの粒子が宇宙船の表面に到着する瞬間が決定されます。さらに、これらの粒子の流れが宇宙船に悪影響を与える前駆体の出現の瞬間が特定されます。この時点で、宇宙船の搭載バッテリーは最大レベルまで充電されます。粒子束密度がしきい値を超えると、ソーラーパネルの表面上の粒子束の影響の最小領域に対応する、指定された法線と太陽への方向の間の角度にソーラーパネルパネルが配置されます。宇宙船内の電力不足はバッテリーを放電することで補われます。これらのバッテリーの最小許容充電レベルに達すると、バッテリーは負荷から切り離されます。宇宙船への粒子の衝突が終わった後、SB パネルは作業位置に戻ります。提案された制御システムには、上記の操作を実行するために必要なブロックとそれらの間の接続が含まれています。さらに、太陽系からの必要な電流を決定するブロック、宇宙船に対する高エネルギー粒子の悪影響の前兆の出現の瞬間を決定するブロック、および許容される充電レベルを設定するブロックが含まれています。電池。本発明の技術的成果は、太陽からの高エネルギー粒子流の方向からのソーラーパネルの「保護」方向の角度を最大化することにより、ソーラーパネルの作業面に対する高エネルギー粒子流の悪影響を弱めることである。 2n.p. ちと、病気が1件あります。

類似として採用された、ＳＢパネルの位置を制御する既知の方法がある（１９０〜１９４ページを参照）。この方法の本質は次のとおりです。 SB パネルは、照射される作業面の法線と太陽の方向との間の角度が最小値になるように配向されており、これにより SB からの電気の流れが最大限に確保されます。

太陽系の高効率を確保するために、ほとんどの宇宙船には太陽への方向を自動的に設定するシステムが装備されています。このようなシステムには、太陽センサー、論理変換装置、太陽系の位置を制御する電気駆動装置が含まれます。

この方法と宇宙船 SB 位置制御システムの欠点は、その動作が SB パネルの作業面に対する環境要因 (EFF) の悪影響 (例えば、宇宙船から漏れ出るガスからの保護など) から保護できないことです。 ) 宇宙船 (p. 311-312; 、p. 2-27 を参照)、および太陽が高い期間の太陽電磁放射 (EMR) の高エネルギーの陽子と電子の束。活動 (p. 323; 、p. .31、33 を参照)。

プロトタイプとして採用された最も類似した方法は、で説明されている衛星衛星の位置を制御する方法です。この方法の本質は次のとおりです。

SB パネルは、照明された作業面の法線と、SB パネルの回転軸および太陽の方向によって形成される平面との位置合わせに対応して、宇宙船に確実に電力が供給される作業位置に回転します。次に、SB の作業面に対する FVS の悪影響が始まる瞬間が決定され、指定された要因の影響が始まり SB パネルが元の位置に戻るまで SB パネルが回転されます。指定された衝撃が終了した後の作業位置。これを行うために、太陽電磁放射の電流束の密度が測定され、その測定値に基づいて、太陽活動の開始の瞬間と、粒子が地球上の高エネルギーレベルに達する瞬間が決定されます。宇宙船の表面が決定されます。指定された時点で、高エネルギー粒子（陽子と電子）の磁束密度が測定され、測定値がしきい値と比較されます。測定値が陽子および電子束のしきい値を超える場合、太陽電池パネルは、照射された作業面の法線と太陽への方向の間の角度で回転します。これは、最小面積に対応します。ソーラーパネル表面に対する高エネルギー粒子束の影響は、次の関係によって決定されます。

α s min =arccos(I n /I m)、

ここで、I n - 宇宙船の消費者からの負荷電流。

I m - ソーラーパネルの照射された作業面が太陽光線に対して垂直に向いているときに生成される最大電流、

この場合、測定値が特定の高エネルギー粒子の磁束密度の上限閾値を超えた瞬間をSBパネルが回転し始めた瞬間とみなし、その瞬間を高エネルギー粒子の磁束密度が上限閾値よりも低くなったときは、SB パネルが動作位置の閾値に戻り始める瞬間とみなされます。

ISS SES システムの SB は主な電力源であり、ISS 上の二次電力源である充電バッテリー (AB) を含む、船内消費者の動作を保証します (参照)。 SBを回転させることにより、FVSの流れによるSBの作動面の損傷面積が減少します。損傷を与える FWS フローに沿って SB パネルを完全に展開することは不可能です。太陽光発電システムによって生成された電力を宇宙船とそのバッテリーに供給する必要があります。これに基づいて、高エネルギー粒子の流れによって太陽光発電パネルの影響を受ける面積は、太陽光発電を回すことによって最小限に抑えられます。システムは、車載消費者にエネルギーを供給するのに必要かつ十分な角度α s min で設置されます。

宇宙船の搭載システムの動作に必要な十分性に基づいて、需要家からの負荷 I n は電流 I を超えてはなりません。SB からの電流 I は次の式で決定されるため (p.11 を参照)、 109)

ここで、I m は、ソーラーパネルの照射された作業面が太陽光線に対して垂直に配向されているときに生成される最大電流です。

α は、太陽系の作業面の法線と太陽の方向との間の現在の角度です。

その場合、現在の角度 α は、次の式で計算される値 α s min を超えてはなりません。

プロトタイプとして採用された、この方法を実装するための SB 位置制御システムは、に記載されており、SB が含まれており、そのリジッド基板上には 4 つの太陽電池 (BF 1、BF 2、BF 3、BF 4)、SB が搭載されています。回転装置 (UPSB); 増幅変換装置 (ACD); SB を太陽に向ける制御ユニット (BUOSBS)。 SBを所定の位置に回転させるためのブロック（BRSBZP）。 2 つの電流レギュレータ (PT 1、PT 2)、AB ユニット (BAB); バッテリー用充電器 (ZRU AB); バッテリー充電用のコマンドを生成するユニット (BFKZ AB)。負荷電流センサー (LCS); 電源システム制御ユニット (BUSES); 電源バス (SE); 現在の太陽EMRフラックスの密度を測定するためのユニット(BIPEMI)。太陽活動検出ユニット (BOSA); 粒子が宇宙船に衝突する瞬間を決定するブロック (BOMVVCH)。高エネルギー粒子束の密度を測定するためのユニット (HIPPCHVE)。負荷電流に基づいてSB制御の開始の瞬間を決定するブロック(BOMVUSBTNZ)。負荷電流用のSB制御ユニット(BUSBTNZ)。この場合、SB は、BF 1 と BF 4 の出力を組み合わせた最初の出力を介して UPSB の最初の入力に接続され、BF 2 と BF 3 の出力を組み合わせた 2 番目の出力を介して UPSB の最初の入力に接続されます。 UPSB の 2 番目の入力に接続します。 BUOSBS と BRSBZP の出力はそれぞれ UPU の 1 番目と 2 番目の入力に接続され、その出力は UPSB の 3 番目の入力に接続されます。ＵＰＳＢの第１および第２の出力はそれぞれ入力ＰＴ１およびＰＴ２に接続され、出力ＰＴ１およびＰＴ２はＳＥに接続される。 BAB は、AB 閉開閉装置を介して入力によって ShE に接続されます。この場合、AB 開閉装置の最初の入力は指定されたバスに接続され、事故出力は AB 開閉装置の 2 番目の入力に接続され、AB 開閉装置の入力は ShE に接続されます。 BAB とその出力は BFKZ AB の最初の入力に接続され、BUSES の最初の出力は指定されたブロックの 2 番目の入力に接続されます。 BFKZ AB の出力は、ZRU AB の 3 番目の入力に接続されます。 BUSES の 2 番目と 3 番目の出力は、それぞれ BUOSBS と BRSBZP の 1 番目の入力に接続されています。 UPSB の 3 番目の出力は、BUOSBS および BRSBZP の 2 番目の入力に接続されています。 BIPEMI 出力は BOSA 入力に接続され、BOSA の最初の出力は BOMVVCH 入力に接続されます。 BOMVVCH と BIPPCHVE の出力は、それぞれ BOMVUSBTNZ ブロックの 1 番目と 2 番目の入力に接続され、BIPPCHVE の入力は BOSA の 2 番目の出力に接続されます。 BOMVUSBTNZ の出力は BUSES の入力に接続されます。 4 番目の出力を持つ BUSES は BUSBTNZ の 1 番目の入力に接続され、DTN の 2 番目の出力は BUSBTNZ の 2 番目の入力に接続されます。 BUSBTNZ 出力は UPU の 3 番目の入力に接続されます。さらに、UPSB の 3 番目の出力は BUSBTNZ の 3 番目の入力に接続されています。

宇宙機電源モードでは、システムは次のように動作します。

UPSB は、SB から PT 1 および PT 2 への電力の中継送電に役立ちます。 SES 電源バスの電圧安定化は、RT の 1 つによって実行されます。同時に、もう一方の RT はパワートランジスタが閉じた状態になります。この場合、SB ジェネレーターは短絡モードで動作します。負荷電力が太陽光発電装置の接続電力より大きくなると、別のRTが電圧安定化モードに切り替わり、未使用の発電機のエネルギーが太陽光発電所の電源バスに供給されます。特定の期間において、負荷電力がバッテリーの電力を超える可能性がある場合、バッテリーユニットの放電により、バッテリー開閉装置が宇宙船上の電力不足を補います。これらの目的のために、バッテリ放電レギュレータはバッテリ放電レギュレータとして機能します。

指定されたレギュレータに加えて、バッテリ充電器にはバッテリ充電レギュレータも含まれています。充電レギュレータは、バッテリの電力が過剰な場合にバッテリの充電電流を (I cl ±1)A のレベルに制限し、バッテリの電力を調整することで SES バスの電圧を安定させます (I cl は定格充電電流です)。バッテリーの電力がバッテリー充電電流 (I nc ±1)A に電力を供給するのに不十分な場合のバッテリーの充電電流。バッテリ開閉装置で指定された充放電サイクルを実行するには、DTN からの情報が使用されます。同時に、DVT は、車載消費者からの負荷電流を測定するだけでなく、バッテリの充電電流も考慮する方法で SES に接続されます。 BAB の充電は、BFKZ AB を介して ZRU AB によって実行されます。

このシステムは、宇宙船電力供給モードでの動作と同時に、太陽電池パネルの平面の位置を制御する問題を解決します。

BUSES からのコマンドに応じて、BUSBS ブロックは太陽に対する太陽系の向きを制御します。 BUOSBS は、宇宙船の運動およびナビゲーション制御システム (VCS) に基づいて実装できます (参照)。この場合、衛星制御アルゴリズムの入力情報は次のとおりです。船舶の運動学的輪郭のアルゴリズムによって決定される、宇宙船に関連付けられた座標軸に対する太陽に対する単位方向ベクトルの位置。 UPSBに取り付けられた角度センサー（AS）からの角度αの現在の測定値の形で取得される、宇宙船本体に対するSBの位置。この場合、α の値は常に SB の作業面に対する現在の法線から測定されます (つまり、SB が太陽の方向を向いている場合、α は最小になります)。制御アルゴリズムの出力情報は、ＵＰＳＢの出力軸の軸に対してＳＢを回転させる指令と、回転を停止する指令である。 UPSB リモートコントロールは、安全システムの位置に関する個別の信号を提供します。個別のサイズによって衛星の方向の精度が決まります。

宇宙船の向きの通常モードでは、宇宙船の接続された軸に対する太陽の運動の方向が変わらない場合、SB は太陽の運動の方向に角度だけ進んで太陽への方向に対して設定されます。複数のリモコンに対応します。その後、軌道上の宇宙船の動きにより太陽が適切な角度で SB に対して「前方に移動」するまで、バッテリーはこの位置に留まります。この後、回転サイクルが再開されます。

BRSBZP は、プログラム設定に従って BUSES を利用して SB を制御します。ソフトウェア設定に基づくSB制御アルゴリズムにより、バッテリーを任意の指定位置に取り付けることができます。これを行うために、最初に、SB を元の位置に設定することに関する信号が BUOSBS に発行されます。次に、BUSBZP を使用して、必要な角度 α z の回転が実行されます。同時に、BRSBZP の回転角度を制御するために、UPSB リモコンからの情報も使用されます。

UPU は、BUOSBS、BRSBZP、BUSBTNZ、UPSB の間のインターフェイスの役割を果たします。

BIPEMI は、太陽活動指数 F10.7 に従って太陽電磁放射 (EMR) の電流束を継続的に測定し、BOSA に送信します。 BOSAでは、現在値と指定された閾値を比較することで、太陽活動の開始を判定します。 BOSA の最初の出力から BOMVHF の入力に送られるコマンドに従って、示された最後のブロックで、宇宙船に対する高エネルギー粒子の衝突が始まる可能性のある瞬間が決定されます。 BOSA の 2 番目の出力から BIPPCHVE の入力を通じて、高エネルギー粒子の束密度の測定を開始するコマンドが発行されます。粒子が宇宙船に衝突し始める可能性のある瞬間に関する情報は、BOMVVCH の出力から最初の入力を介して BOMVUSBTNZ に送信されます。 BIPPCHVE からの高エネルギー粒子の束密度の測定値は、BOMVUSBTNZ の 2 番目の入力に送信されます。

BOMVUSBTNZ では、FVS の悪影響の実際の評価は、BOMVUSBTNZ によって決定された時点から開始して、衝撃特性の現在の測定値をしきい値と比較することによって実行されます。 BOMVUSBTNZ 出力でコマンドを受信するために必要な条件は、BOMVVCH 出力と BIPPCHVE 出力からの 2 つの信号が存在することです。 BOMVUSBTNZ の出力で「負荷電流に基づく電源制御開始」コマンドが生成され、BUSES に送信されます。

BOMVUSBTNZ が BUSES にコマンドを発行する場合、BOMVUSBTNZ から受信したコマンドは、BUOSBS および BRSBZP をアクティブにするコマンドよりも優先されます。したがって、指定されたコマンドを受信した BUSES は、優先度の低いブロックを UPSB 制御から切り離し、BUSBTNZ を接続します。

BOMVUSBTNZ からのコマンドが BUSES 入力でゼロにリセットされた後、後者はその動作ロジックを再構築します。実行されている宇宙船飛行プログラムに応じて、SB 制御の優先順位は BUOSBS ブロックまたは BRSBZP ブロックのいずれかに与えられます。

BUSBTNZ は、式 (2) を使用して角度 α s_min を決定します。指定された角度を計算するには、DTN から取得した I n の測定値が使用されます。また、指定されたブロックは UPSB リモコンから SB 回転角 α の現在値の情報を受信します。角度 α s_min の値を決定すると、BUSBTNZ に組み込まれたアルゴリズムがそれを角度 α の現在の値と比較し、α と α s_min の間の不一致角度と、制御ドライブ SB を起動するために必要な制御パルスの数を計算します。制御パルスはコントロールユニットに送信されます。指定されたパルスは UPU で変換および増幅された後、UPS の入力に到着し、ドライブが動作します。

プロトタイプとして採用されたその実装方法とシステムには、重大な欠点があります。高エネルギー粒子流の悪影響から太陽電池パネルの表面を完全に保護することはできず、同時に、太陽電池パネルの表面を保護することもできません。太陽電池パネルの準備のための特別な操作を実行することにより、この悪影響を軽減する追加の機会を利用すること。宇宙船に対する高エネルギー粒子流の悪影響の条件下で宇宙船が動作すること。

提案された方法およびシステムを実装するために直面する課題は、太陽系の表面に対する高エネルギー粒子流の悪影響を軽減することです。これを行うには、宇宙船SESで特別な準備操作を実行し、SBを制御することにより、これらの粒子の流れによって悪影響を受けるSBの面積を減らすことが目的です。

この技術的成果は、太陽電池パネルを作業位置に回転させることを含む宇宙船の太陽電池パネルの位置を制御する方法において、法線方向の位置合わせに対応する宇宙船への電力供給を確保するという事実によって達成される。太陽電池パネルの回転軸と太陽への方向によって形成される平面を持つ照明された作業面、太陽電磁放射の電流束の密度の測定、太陽活動が始まる瞬間の決定、太陽活動の開始の決定高エネルギー粒子が宇宙船の表面に到達する瞬間、高エネルギー粒子の磁束密度の測定、高エネルギー粒子の磁束密度の測定値と閾値との比較、太陽電池パネルの反転バッテリーは、その照射された作業面の法線と太陽への方向との間の角度で測定され、これは、宇宙船に電力を供給しながら同時にソーラーパネルの表面に高エネルギー粒子束が影響する最小領域に相当します。高エネルギー粒子束密度の測定値が閾値を超えた瞬間、および高エネルギー粒子束密度が閾値を下回った時点でソーラーパネルが動作位置に戻る、さらに、宇宙船に対する高エネルギー粒子束の悪影響の前駆体の出現時刻を決定し、宇宙船に対する高エネルギー粒子束の悪影響の前駆体の出現時刻を測定します。デバイスはバッテリーを充電します。宇宙船の電源システムの最大充電レベルまでの高エネルギー粒子の磁束密度の測定値がそれらと比較して閾値を超える場合、ソーラーパネルはその法線と垂直線の間の角度まで回転します。照射された作業面と太陽への方向が到達するα s_min_AB は、太陽電池パネルの表面上の高エネルギー粒子流の影響の最小領域に相当し、同時に宇宙船に太陽電池と充電式電池からの電力を供給します。供給システムは次の関係によって決定されます。

α s_min_AB =arccos(max(0,I n -I AB )/I m),

ここで、I n は宇宙船の消費者からの負荷電流です。

I m - ソーラーパネルの照射された作業面が太陽光線に対して垂直に配向されているときに生成される最大電流、

I AB - バッテリーの電流許容放電電流、

そして、その結果生じる宇宙船上の電力不足は、バッテリの充電レベルを監視しながらバッテリを放電することによって補われ、バッテリの充電レベルの最小許容値に達すると、許容放電電流の電流値が監視されます。バッテリーがリセットされ、バッテリーが外部負荷から切り離されます。

さらに、この問題は、宇宙船のソーラーパネルの位置を制御するためのシステムに、4つの太陽電池が取り付けられた太陽電池、ソーラーパネルを回転させる装置、増幅器を含むという事実によって解決されます。変換装置、ソーラーパネルを太陽に向ける方向を制御する制御ユニット、ソーラーパネルを所定の位置に回転させるブロック、2つの電流レギュレータ、バッテリーパック、バッテリー充電器、バッテリーを充電するためのコマンド生成ユニット、負荷電流センサー、電源システム制御ユニット、電源バス、太陽電磁放射の電流束の密度を測定するユニット、太陽活動を決定するブロック、粒子が地球に衝突する瞬間を決定するブロック宇宙船、高エネルギー粒子の磁束密度を測定するブロック、負荷電流による太陽電池の制御の開始時刻を決定するブロック、負荷電流による太陽電池の制御のブロック、太陽電池の2 つの太陽電池の出力を組み合わせた最初の出力を介してソーラーパネル回転装置の 1 番目の入力に接続され、他の 2 つの太陽電池の出力を組み合わせた 2 番目の出力を介してソーラーパネル回転装置の 2 番目の入力に接続されます。ソーラーパネル回転装置と、太陽に向けてソーラーパネルを所定の位置に回転させるソーラーパネル配向制御ユニットの出力は、それぞれ増幅変換装置の第１入力と第２入力に接続され、その出力は増幅変換装置の第１入力と第２入力に接続される。、次に、ソーラーパネル回転装置の第 3 の入力に接続され、ソーラーパネル回転装置の第 1 および第 2 の出力は、それぞれ第 1 および第 2 のレギュレータ電流の入力に接続され、電流の出力に接続されます。レギュレータは宇宙船の電源バスに接続され、バッテリユニットの入力はバッテリ充電器を介して電源バスに接続され、バッテリ充電器の最初の入力は指定されたバスと、バッテリ用充電装置の第 2 入力には負荷電流センサが接続され、負荷電流センサは電源バスに接続されます。バッテリユニットはその出力をバッテリ充電用のコマンドを生成するユニットの第 1 入力に接続します。、電源システム制御ユニットの第 1 出力は指定されたユニットの第 2 入力に接続され、バッテリーを充電するためのコマンドを生成するユニットの出力はバッテリー充電器の第 3 入力に接続され、第 2 と第 3 の出力は電源システム制御ユニットの 1 つは、太陽に向かうソーラーパネルの向きと所定の位置へのソーラーパネルの回転を制御する制御ユニットの 1 番目の入力に接続され、ソーラーパネルの回転装置の 3 番目の出力はに接続されます。太陽に向かうソーラーパネルの向きと所定の位置へのソーラーパネルの回転のための制御ユニットの2番目の入力、太陽電磁放射の電流束の密度を測定するためのブロックの出力はブロックの入力に接続されています太陽活動を決定するためのもので、その最初の出力は、宇宙船への粒子の衝突の瞬間を決定するためのブロックの入力に接続され、ブロックの出力は、宇宙船への粒子の衝突の瞬間を決定するためのものです。宇宙船への粒子の影響と高エネルギー粒子の磁束密度を測定するブロックは、それぞれブロックの第 1 入力と第 2 入力に接続され、負荷電流によるソーラーパネルの制御開始の瞬間を決定します。、高エネルギー粒子の磁束密度を測定するブロックの入力は、太陽活動を決定するブロックの 2 番目の出力、つまり太陽電池パネルが制御を開始する瞬間を決定するブロックの出力に接続されています。負荷電流は電源システム制御ブロックの入力に接続され、その 4 番目の出力は負荷電流によってソーラーパネルのブロック制御ブロックの 1 番目の入力に接続され、その 3 番目の入力と出力は接続されています。ソーラーパネル回転装置の 3 番目の出力と増幅変換装置の 3 番目の入力にそれぞれ、ソーラーパネルからの必要な電流を決定するブロック、高電圧の悪影響の前兆の瞬間を決定するブロック宇宙船上のエネルギー粒子とバッテリー充電レベルの許容値を設定するユニット。一方、ソーラーパネルからの必要な電流を決定するユニットの第1入力と第2入力と出力は、それぞれ宇宙船の第2出力に接続されています。負荷電流センサー、負荷電流による充電器の第2出力と太陽電池制御ユニットの第2入力、高エネルギー粒子の磁束密度を測定するユニットの出力と電流密度を測定するユニットの出力太陽の電磁放射束も対応するものに接続されています。

提案手法の要点は以下の通りである。

高エネルギー粒子流の密度が特定の指定されたしきい値を超えた場合、高エネルギー粒子流の悪影響の方向から安全保障理事会が直接保護する方向に転換されます。同時に、防護措置を直接実施する前に実行される初期段階として、地球近傍空間の現状と現在の太陽活動の継続的な監視が実施され、危険な放射線の基準の充足・不充足が確認される。状況、特に米国海洋大気庁 (NOAA) によって開発された太陽活動を監視するための基準が分析されます ) (cm. )。この場合、無条件の危険の基準はまだ満たされていないが、以前の危険レベルの閾値にすでに達している状況は、検討中の悪影響の「前兆」状況として考慮される必要があります。

高エネルギー粒子流による宇宙船への悪影響の前兆が現れると、宇宙船 SES AB の最大充電が実行されます。これにより、将来、高エネルギー粒子の磁束密度の測定値がそれらと比較して閾値を超えた場合に、SBパネルの作業面を粒子の磁束の方向から遠ざけることが可能になります。ただし、その結果生じる宇宙船上の電力不足がバッテリーの放電によって補われるという条件で、これらの粒子は可能な限り最大限の角度で放出されます。この場合、保護フラップ SB の角度の値 α s_min_AB は、次の関係によって決定されます。

ここで、I m は、ソーラーパネルの照射された作業面が太陽光線に対して垂直に配向されているときに生成される最大電流です。

I SB - SBからの必要な電流。

この場合、SB からの必要電流 I SB は、宇宙船の BAB SES のエネルギーを使用する可能性を考慮して、宇宙船の消費者に提供するために SB によって生成されなければならない最小必要電流として定義されます (つまり、AB SES の放電による宇宙船上の新たな電力不足を補う場合、次の比率に基づいて計算されます。

ここで、I n は宇宙船の消費者からの負荷電流、

I バッテリー - SES 宇宙船のバッテリーの現在の最大許容放電電流。

この方法を実装するために、図に示す、次のブロックを含むシステムが提案されます。

1 - SB、本体の硬質基板上に 4 つの太陽電池が配置されています。

2、3、4、5 - BF 1、BF 2、BF 3、BF 4;

8 - BUOSBS;

9 - BRSBZP;

10、11 - RT 1 および RT 2。

13 - ZRU AB;

14 - BFKZ AB;

16 - バス。

18 - ビペミ。

20 - BOMVHF;

21 - ビップチベ。

22 - BOMVUSBTNZ;

23 - バスバンズ;

24 - 宇宙船に対する高エネルギー粒子の悪影響の前触れの瞬間を決定するためのブロック (BOMVPNVCH)、

25 - ソーラーパネルからの必要な電流を決定するためのブロック (BOPTSB)、

26 - バッテリー充電レベルの許容値を設定するためのブロック (BZDZUZSB)。

この場合、SB (1) は、BF 1 (2) と BF 4 (5) の出力を結合する最初の出力を介して UPSB (6) の最初の入力に接続され、2 番目の出力を介して、これらを結合するBF 2 (3) と BF 3 (5) の出力は UPSB (6) の 2 番目の入力に接続されます。 BUOSBS (8) と BRSBZP (9) の出力は、それぞれ UPU (7) の 1 番目と 2 番目の入力に接続され、その出力は UPSB (6) の 3 番目の入力に接続されます。。 UPSB (6) の 1 番目と 2 番目の出力は、それぞれ入力 PT 1 (10) と PT 2 (11) に接続され、出力 PT 1 (10) と PT 2 (11) は SE に接続されます。 (17)。 BAB (12) は、AB (13) 閉開閉器を介して入力によって SE (17) に接続されます。この場合、AB 開閉装置 (13) の最初の入力は指定されたバスに接続され、事故出力 (15) は入力が接続されている AB 開閉装置 (13) の 2 番目の入力に接続されます。 SHE (17) に進みます。 BAB (12) の出力は BFKZ AB (14) の最初の入力に接続され、BUSES (16) の最初の出力は指定されたブロックの 2 番目の入力に接続されます。 BFKZ AB (14) の出力は、ZRU AB (13) の 3 番目の入力に接続されます。ＢＵＳＥＳ（１６）の第２および第３の出力は、それぞれ、ＢＵＳＢＳ（８）およびＢＲＳＢＺＰ（９）の第１の入力に接続されている。 UPSB (6) の 3 番目の出力は、BUOSBS (8) および BRSBZP (9) の 2 番目の入力に接続されています。 BIPEMI 出力 (18) は BOSA 入力 (19) に接続されます。 BOSA (19) の最初の出力は BOMVVCH (20) の入力に接続されます。 BOMVVCH (20) と BIPPChVE (21) の出力は、それぞれ BOMVUSBTNZ ブロック (22) の第 1 入力と第 2 入力に接続されます。 BIPPCHVE (21) の入力は BOSA (19) の 2 番目の出力に接続されます。 BOMVUSBTNZ (22) の出力は BUSES (16) の最初の入力に接続されます。 4 番目の出力を備えた BUSES (16) は、BUSBTNZ (23) の 1 番目の入力に接続されています。 UPSB (6) の 3 番目の出力は BUSBTNZ (23) の 3 番目の入力に接続されています。 BUSBTNZ (23) の出力は UPU (7) の 3 番目の入力に接続されます。 BOPTSB (25) の第 1 入力は、DVT (15) の第 2 出力に接続されます。 BOPTSB (25) の第 2 入力は、AB (13) の第 2 出力に接続されます。 BOPTSB (25) の出力は BUSBTNZ (23) の 2 番目の入力に接続されます。 BIPPCHVE (21) の出力は、BOMVPNVCH (24) の最初の入力に接続されます。 BIPEMI (18) の出力は、BOMVPNVCH (24) の 2 番目の入力に接続されます。 BOMVPNVCH (24) の出力は BUSES (16) の 2 番目の入力に接続されています。ＢＺＤＺＵＺＳＢ（２６）の第１および第２の出力は、それぞれＢＦＫＺＡＢ（１４）の第３の入力およびＺＲＵＡＢ（１３）の第４の入力に接続される。

この図には、バッテリードライブの出力シャフトを介した UPSB (6) と SB ハウジング (1) の機械的接続も点線で示されています。

宇宙機電源モードでは、システムは次のように動作します。 UPSB (6) は、SB (1) から PT 1 (10) および RT 2 (11) への電力のトランジット送電に役立ちます。 SES 電源バスの電圧安定化は、RT の 1 つによって実行されます。同時に、もう一方の RT はパワートランジスタが閉じた状態になります。この場合、発電機 SB (1) (BF 1 ～ BF 4) は短絡モードで動作します。負荷電力が太陽光発電装置の接続電力（1）より大きくなると、別のRTが電圧安定化モードに切り替わり、未使用の発電機のエネルギーが太陽光発電所の電源バスに供給されます。特定の期間において、負荷電力が SB (1) の電力を超える可能性がある場合、AB ユニット (12) の放電により、AB (13) が宇宙船上の電力不足を補います。これらの目的のために、AB 放電開閉装置 (13) はバッテリ放電レギュレータとして機能し、特にバッテリの充電レベルを監視し、バッテリ充電レベルの最小許容値に達すると、その値が供給されます。 BZDZUZSB (26) から AB 放電開閉装置 (13) に接続すると、外部負荷からの BAB (12) がオフになります。この場合、バッテリー制御スイッチ (13) は、バッテリーの現在の充電レベルに基づいて、許容バッテリー放電電流の電流値を決定し、その第 2 出力に供給します (バッテリー (12) をバッテリーから切り離すモードの場合)。外部負荷の場合、この値はゼロです)。

指定されたレギュレータに加えて、バッテリ充電器 (13) にはバッテリ充電レギュレータも含まれています。 AB (13) で充放電サイクルを実行するには、DTN (15) からの情報が使用されます。ＢＡＢ（１２）の充電は、ＢＦＫＺＡＢ（１４）を介してＺＲＵＡＢ（１３）によって実行される。金属水素電池の場合は、に記載されています。要するに、バッテリーケース内の水素の密度は、バッテリー内に取り付けられた圧力センサーとバッテリーケースの温度を使用して決定されるということです。次に、水素の密度がバッテリーの充電レベルを決定します。バッテリー内の水素濃度が設定値を下回ると充電指令が出され、最大濃度に達すると充電停止指令が出されます。示されたバッテリー充電レベルは BFKZ AB (14) からのコマンドによって調整され、バッテリーの最大許容充電レベルの値は BZDZUZSB (26) によって BFKZ AB (14) に供給されます。バッテリーを最大限に充電した状態に維持することはバッテリーの状態に悪影響を及ぼし、バッテリーは現在の自己放電モードに維持されます。このモードでは、バッテリーの充電操作は定期的にのみ実行されます（たとえば、Yamal の SES を制御する場合）。 100 宇宙船 - 数日に 1 回、充電レベルが最大レベルの 30% で BAB が低下する場合）。

このシステムは、宇宙船電力供給モードでの動作と同時に、太陽電池パネルの平面の位置を制御する問題を解決します (1)。

BUSES (16) からのコマンドに応じて、BUSBS ブロック (8) は太陽に対する SB (1) の方向を制御します。 BUOSBS (8) は、宇宙船 VESSEL に基づいて実装できます (参照)。この場合、衛星制御アルゴリズムの入力情報は次のとおりです。船舶の運動学的輪郭のアルゴリズムによって決定される、宇宙船に関連付けられた座標軸に対する太陽に対する単位方向ベクトルの位置。 UPSBリモコンを使用して角度αの現在の測定値の形で取得される、宇宙船本体に対するSBの位置（6）。制御アルゴリズムの出力情報は、UPSB(6)の出力軸の軸に対してSBを回転させる指令、回転を停止する指令です。 UPSB リモートコントロール (6) は、SB (1) の位置に関する離散信号を生成します。

BIPEMI (18) は太陽 EMR の電流束を測定し、BOSA (19) に送信します。 BOSA (19) では、現在値を指定されたしきい値と比較することにより、太陽活動の開始が決定されます。 BOSA (19) の最初の出力から BOMVHF (20) の入力に送られるコマンドによれば、示された最後のブロックで、宇宙船に対する高エネルギー粒子の衝突が始まる可能性のある瞬間は次のようになります。決定した。 BOSA (19) の 2 番目の出力から BIPPCHVE (21) の入力を介して、高エネルギー粒子の磁束密度の測定を開始するコマンドが発行されます。

BIPPChVE (21) の出力から、高エネルギー粒子の束密度の測定値は、BOMVPNVP (24) の第 1 入力と BOMVUSBTNZ (22) の第 2 入力に送信されます。現在の太陽 EMR フラックスの測定値は、BIPEMI (18) の出力から BOMVPNVCH (24) の 2 番目の入力に供給されます。

BOMVPNVCh (24) は、高エネルギー粒子の磁束密度の変化のダイナミクスを評価し、宇宙船に対する粒子の悪影響の前兆と考えられる状況を特定します。このような状況は、高エネルギー粒子の測定された磁束密度が指定された臨界値を超え、さらに増加する傾向がある場合です。このような状況を特定および特定する際には、BIPEMIから得られる太陽EMRフラックスデータも使用されます(18)。このような前兆状況が BOMVPNVCH (24) に登録されると、このブロックの出力で信号が生成され、BUSES (16) の 2 番目の入力に送信されます。

BUSES (16) の 2 番目の入力でコマンドが送信されると、このユニットは BFKZ AB (14) にコマンドを送信します。それに応じて、このユニットは閉じた開閉装置 AB (13) を介して BAB (12) を最大まで充電します。充電レベル。同時に、金属水素電池（参照）の場合、電池内部に取り付けられた圧力センサーと電池ケースの温度を使用して、電池ケース内の水素の密度が測定され、そこから電池の充電レベルが決まります。決まっている。最大濃度レベルに達すると、充電を停止するコマンドが発行されます。

DTN (15) の第 2 出力からの BOPTSB (25) の入力と閉開閉装置バッテリー (13) は、宇宙船の消費者からの負荷電流の電流値 I n と許容放電電流を受け取ります。バッテリー I AB。これらのBOPTSB（25）の値を使用して、関係（4）、（5）に従って、SBからの必要な電流の現在の最小許容値であるISBの値を決定します（消費者がエネルギーを使用する可能性を考慮して） BAB (12)) からの信号を出力し、2 番目の入力 BUSBTNZ (23) に出力します。

粒子が宇宙船に衝突し始める可能性のある時刻に関する情報は、BOMVVCH (20) の出力から最初の入力を介して BOMVUSBTNZ (22) に送信されます。 BOMVUSBTNZ (22) では、BOMVUSBTNZ (20) によって決定された時点から開始して、衝撃特性の現在の測定値をしきい値と比較することによって、FVS の悪影響の実際の評価が実行されます。 BOMVUSBTNZ (22) の出力でコマンドを受信するために必要な条件は、BOMVVCH (20) と BIPPChVE (21) の出力からの 2 つの信号が存在することです。

BOMVUSBTNZ (22) が BUSES (16) の最初の入力にコマンドを発行すると、このブロックは 4 番目の出力でコマンドを生成し、SB BUSBTNZ (23) の制御に接続します。

BUSBTNZ(23)は、式(3)により角度α s_min_AB を決定する。指定角度の計算には、BOPTSB(25)から取得したSBからの必要電流の電流値を使用します。さらに、指定されたブロックは UPSB リモコン (6) から SB 回転角 α の現在値に関する情報を受信します。角度 α s_min_AB の値を決定すると、BUSBTNZ (23) に組み込まれたアルゴリズムが角度 α の現在の値と比較し、α と α s_min_AB の間の不一致角度と、制御ドライブを起動するために必要な制御パルスの数を計算します。 SB(1)。制御パルスは制御ユニット(7)に送信されます。示されたパルスは UPU (7) で変換および増幅された後、UPS (6) の入力に到着し、ドライブが動作します。

BOMVUSBTNZ (22) が BUSES (16) の最初の入力にコマンドを発行しない場合、このブロックは、実行されている宇宙船飛行プログラムに応じて、SB (1) の制御をブロック BUOSBS (8) および BUOSBS (8) のいずれかに転送します。 BRSBZP (9)。

BUSBS (8) の機能は上で説明されています。

BRSBZP(9)はプログラム設定に従って SB(1)を制御します。ソフトウェア設定による SB 制御アルゴリズム (1) により、バッテリーを任意の指定位置 α=α z に取り付けることができます。この場合、BRSBZP (9) での回転角度の制御には、UPSB リモコン (6) からの情報が使用されます。

BOMVUSBTNZ (22) および BOMVPNVCh (24) の実装は、宇宙船制御センターおよび宇宙船上のハードウェアとソフトウェアの両方に基づいて可能です。 BOMVUSBTNZ (22) および BOMVPNVCH (24) の出力では、「負荷電流に基づいて電源の制御を開始する」および「高エネルギー粒子による悪影響に対する準備モードで太陽光発電システムの制御を開始する」というコマンドが出力されます。この場合、最後のコマンドは、バッテリを最大充電レベルまで充電するコマンドとしてバス（１６）によって機能的に認識される。

BUSES (16) の実装例としては、地球局 (ES) と搭載機器 (BA) で構成される、ヤマル 100 宇宙船のサービス制御チャネル (SCU) 搭載システムの無線手段が挙げられます (「の説明）。特に、BA SKU を GS SKU と組み合わせることで、宇宙船のオンボードデジタルコンピュータシステム (OBDS) へのデジタル情報 (DI) の発行とその後の確認の問題が解決されます。 BTsVS は、ブロック BUOSBS (8)、BRSBZP (9)、BUSBTNZ (23)、BFKZ AB (14) を制御します。

BUSES (16) のこの実装では、データ交換に関する SKU BA の対話は、MIL-STD-1553 インターフェイスに従ってメイン交換チャネル (MEC) を介して実行されます。 BCWS の加入者として、BA SKU のインターフェイスユニット (UB) というデバイスが使用されます。 BCWS プロセッサは定期的に BS 状態をポーリングして、データパケットが利用可能かどうかを判断します。パケットが利用可能な場合、プロセッサはデータ交換を開始します。

UPU (7) は、BUOSBS (8)、BRSBZP (9)、BUSBTNZ (23)、UPSB (6) の間のインターフェイスの役割を果たし、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号を増幅します。

BUSBTNZ (23) は宇宙船の搭載ユニットであり、コマンドは BUSES (16) から送信されます。 BUSBTNZ (23)、BOPTSB (25)、BZDZUZSB (26) の実装は、宇宙船 BTsVS に基づいて実行できます (参照)。

したがって、システムの基本ブロックの実装例を検討します。

提案された発明の技術的効果について説明する。

提案された技術的解決策は、太陽電池パネルの「保護」ラペルが太陽に向かう方向から実行される瞬間に、太陽系の作業面に対する高エネルギー粒子の流れの悪影響を軽減します。これは、太陽に向かう方向からのSBの作業面に対する法線の角度を最大化することにより、これらの粒子の流れによって悪影響を受けるSBの作業面の面積を減らすことによって達成されます。宇宙船に電力を供給するという要件が満たされていることを確認します。回転角度の最大化は、宇宙船の太陽光発電システムが事前にバッテリーの最大充電状態に設定されているという事実によって達成され、これにより、ソーラーの「保護」回転の可能な最大角度を実装することが可能になります。太陽に向かう方向からのセル。たとえば、バッテリーを最大レベルまで充電した後にヤマル 100 宇宙船の SES を制御する場合、バッテリーの可能な放電電流の増加は約 30% であることを考慮すると、それに対応して角度も増加します。バッテリーの「保護」フラップの角度が小さくなり、その結果、SB の作業面に対する粒子流の高エネルギーによる悪影響が減少することは重要な値です。

文学

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1. 宇宙船のソーラーパネルの位置を制御する方法。これには、ソーラーパネルを、宇宙船への電力供給を確実にする作業位置に回転させること、および照明された作業面の法線と飛行機との位置合わせに対応することが含まれる。太陽電池パネルの回転軸と太陽への方向によって形成され、太陽電磁放射の電流束の密度を測定し、太陽活動が始まる瞬間を決定し、高エネルギー粒子が到達する瞬間を決定します。宇宙船の表面、高エネルギー粒子の磁束密度の測定、高エネルギー粒子の磁束密度の測定値と閾値の比較、照射された作業面の法線と垂直の間の角度でソーラーパネルを回転させる太陽に向かう方向。これは、高エネルギー粒子の測定値が測定された時点で、同時に宇宙船に電力を供給しながら、ソーラーパネルの表面における高エネルギー粒子束の影響の最小領域に相当します。磁束密度が閾値を超え、高エネルギー粒子束の密度が閾値を下回った時点でソーラーパネルが動作位置に戻り、前駆体の出現の瞬間をさらに決定することを特徴とする宇宙船に対する高エネルギー粒子束の悪影響を測定し、高エネルギー粒子束密度の測定値が満たされていれば、指定された時間に宇宙船電源システムのバッテリーを最大充電レベルまで充電します。それらと比較してしきい値を超えると、太陽電池パネルは、照射された作業面の法線と太陽への方向の間の角度α s_min_AB に達するまで回転します。これは、光束の影響の最小領域に対応します。太陽電池パネルの表面上の高エネルギー粒子、同時に宇宙船に電源システムの太陽電池と充電式電池からの電力を供給し、その比率によって決定されます。

α s_min_AB =arccos (max(0, I n -I AB )/I m),

ここで、I n は宇宙船の消費者の負荷電流です。

I m - ソーラーパネルの照射された作業面が太陽光線に対して垂直に配向されているときに生成される最大電流。

I AB - バッテリーの現在の許容放電電流。その結果生じる宇宙船上の電力不足は、バッテリーの充電レベルを監視しながらバッテリーを放電することによって補われ、このレベルの最小許容値に達すると、バッテリーの許容放電電流の電流値がリセットされ、バッテリーが外部負荷から切断されます。

2. パネル上に取り付けられた 4 つの太陽光発電パネルである宇宙船のソーラーパネルの位置を制御するためのシステムであって、前記ソーラーパネルを回転させる装置、増幅変換装置、太陽電池パネルの向きを制御する制御ユニットを含むシステム。太陽に向かう太陽電池、太陽電池を所定の位置に回転させるユニット、電流調整器2個、電池パック、充電器、電池充電用指令生成ユニット、負荷電流センサー、電源システム制御ユニット、電源バス、太陽電磁放射の電流束の密度を測定するユニット、太陽活動検出ユニット、宇宙船への高エネルギー粒子の衝突の瞬間の決定ユニット、磁束密度を測定するユニット高エネルギー粒子、負荷電流による太陽電池の制御の開始の瞬間を決定するための単位、負荷電流による太陽電池の制御の単位、太陽電池は最初の出力を介して、次の出力を組み合わせます。 2 つの太陽電池がソーラーパネル回転装置の第 1 入力に接続され、他の 2 つの太陽電池の出力を組み合わせた第 2 出力を介してソーラーパネル回転装置の第 2 入力に接続され、太陽に向かうソーラーパネルの向きと所定の位置へのソーラーパネルの回転を制御する制御ユニットは、それぞれ増幅変換装置の第 1 入力と第 2 入力に接続され、その出力も同様に接続されます。ソーラーパネル回転装置の第３の入力に、ソーラーパネル回転装置の第１および第２の出力がそれぞれ第１および第２の電流レギュレータの入力に接続され、電流レギュレータの出力が電源に接続される。宇宙船の電源バスの場合、バッテリーユニットはその入力でバッテリー充電器を介して電源バスに接続され、バッテリー充電器の最初の入力は指定されたバスに接続され、バッテリー充電器の 2 番目の入力に接続されます。バッテリの場合、負荷電流センサが接続され、負荷電流センサが電源バスに接続され、バッテリユニットの出力がバッテリ充電コマンドを生成するユニットの第 1 入力と、バッテリユニットの第 1 出力に接続されます。電源システム制御ユニットは指定されたユニットの 2 番目の入力に接続され、バッテリーを充電するコマンドを生成するユニットの出力はバッテリー充電器の 3 番目の入力に接続され、電源システム制御ユニットの 2 番目と 3 番目の出力に接続されます。太陽に向かうソーラーパネルの向きと所定の位置へのソーラーパネルの回転のために制御ユニットの第１の入力に接続され、ソーラーパネル回転装置の第３の出力は制御ユニットの第２の入力に接続される太陽に向かうソーラーパネルの向きと、所定の位置へのソーラーパネルの回転のために、太陽電磁放射の電流束の密度を測定するブロックの出力は、太陽活動を決定するブロックの入力に接続され、その最初の出力は、宇宙船への粒子の衝突の瞬間を決定するブロックの入力に接続され、宇宙船への粒子の衝突の瞬間を決定するためのブロックの出力高エネルギー粒子の磁束密度を測定するブロックと高エネルギー粒子の磁束密度を測定するブロックは、それぞれ、負荷電流によるソーラーパネルの制御開始の瞬間を決定するブロックの第1入力と第2入力に接続されています。高エネルギー粒子の磁束密度の測定は、太陽活動を決定するためのブロックの 2 番目の出力に接続され、太陽電池パネルが負荷電流によって制御され始める瞬間を決定するためのブロックの出力は、の入力に接続されます。電源システム制御ブロック。その 4 番目の出力は負荷電流に応じて制御ブロックのソーラーパネルの 1 番目の入力に接続され、その 3 番目の入力と出力はそれぞれ電源システムの 3 番目の出力に接続されます。ソーラーパネル回転装置および増幅変換装置の第3の入力であって、ソーラーパネルからの必要な電流を決定するためのブロック、高エネルギーの悪影響の前兆の発生の瞬間を決定するためのブロックをさらに含むことを特徴とする。宇宙船上の粒子とバッテリー充電レベルの許容値を設定するユニット。一方、ソーラーパネルからの必要な電流を決定するユニットの第1入力と第2入力と出力は、それぞれ負荷の第2出力に接続されています。電流センサー、充電器バッテリーの 2 番目の出力、および負荷電流用のソーラーパネル制御ユニットの 2 番目の入力、高エネルギー粒子の磁束密度を測定するユニットの出力、および電流磁束密度を測定するユニットの出力の太陽電磁放射が接続されています

本発明は宇宙航行に関するものであり、宇宙活動、すなわち宇宙空間、太陽系の惑星の探査、宇宙からの地球の観察などにおいて使用することができ、そこでは宇宙船（ＳＶ）の空間座標を決定する必要があり、速度ベクトルの成分。

本発明は、ロケットおよび宇宙技術に関し、宇宙船を地球低軌道に打ち上げるための、変換ロケットを含む打ち上げロケット（ＬＶ）の作製に使用することができる。

本発明は、宇宙技術の分野、すなわち宇宙船用の電源システムに関するものであり、太陽電池パネルの位置を制御するために使用することができる。

最近、友人がオリエンテーションのために「ヘリオスタット」を作ってほしいと私に頼みました。ソーラーパネル太陽の後ろ、小型モーターの使用用。回路はインターネットから取得し、元のボードをテストしたところ、動作しました。しかし、私はまた、抵抗器とコンデンサを平面 SMD タイプに取り付けることができる、よりコンパクトな独自のプリント回路基板も描きました。

以下は作者による回路説明です。このデバイスはパルス制御を使用しており、ソーラーパネルを最適な照明に自動的に向けることができます。回路図は、クロックジェネレータ (DD1.1、DD1.2)、2 つの積分回路 (VD1R2C2、VD2R3C3)、同数のシェーパ (DD1.3、DD1.4)、デジタルコンパレータ (DD2)、2 つの積分回路 (VD1R2C2、VD2R3C3) で構成されています。太陽電池を搭載した架台の回転を制御する電動モータＭ１の回転方向を制御するインバータ（ＤＤ１．５、ＤＤ１．６）とトランジスタスイッチ（ＶＴ１～ＶＴ６）とを備えている。

電源付き（電源から）太陽電池またはバッテリーから)、要素 DD1.1、DD1.2 のジェネレーターは、約 300 Hz の周波数のクロックパルスを生成し始めます。デバイスの動作中、インバータ DD1.3、DD1.4 と積分回路 VD1R2C2、VD2R3C3 によって生成されるパルスの持続時間が比較されます。それらの傾きは積分時定数に応じて変化し、さらにフォトダイオード VD1 と VD2 の照度に依存します (コンデンサ C2 と SZ の充電電流はそれらの照度に比例します)。

積分回路の出力からの信号は、レベルドライバ DD1.3、DD1.4 に供給され、次に DD2 マイクロ回路の要素で作られたデジタルコンパレータに供給されます。コンパレータの入力に到着するパルス持続時間の比率に応じて、要素 DD2.3 (ピン 11) または DD2.4 (ピン 4) の出力にローレベル信号が現れます。フォトダイオードの照明が等しい場合、コンパレータの両方の出力に高レベルの信号が存在します。

インバータ DD1.5 と DD1.6 は、トランジスタ VT1 と VT2 を制御するために必要です。最初のインバータの出力の信号レベルが高いと、2 番目のインバータの出力 - VT2 でトランジスタ VT1 が開きます。これらのトランジスタの負荷は、電気モータ M1 の供給電圧を切り替える強力なトランジスタ VT3、VT6 および VT4、VT5 のスイッチです。回路 R4C4R6 および R5C5R7 は、制御トランジスタ VT1 ～ VT2 のベースのリップルを平滑化します。電源の接続極性によりモーターの回転方向が変わります。デジタルコンパレータでは、すべての主要なトランジスタが同時に開くことができないため、システムの高い信頼性が保証されます。

太陽が昇ると、フォトダイオード VD1 と VD2 の照度が異なり、電気モーターが太陽電池を西から東に回転させ始めます。シェーパーによって生成されるパルスの持続時間の差が減少すると、結果として生じるパルスの持続時間も減少し、太陽電池の回転速度が徐々に遅くなり、正確な位置決めが保証されます。したがって、パルス制御を使用すると、ギアボックスを使用せずに、電気モーターシャフトの回転を太陽電池を備えたプラットフォームに直接伝えることができます。

日中は、太陽電池を搭載したプラットフォームが太陽の動きに合わせて回転します。夕暮れが始まると、デジタルコンパレータの入力におけるパルス幅は同じになり、システムはスタンバイモードに入ります。この状態では、デバイスの消費電流は 1.2 mA を超えません (オリエンテーションモードでは、モーターの電力に依存します)。

ヘリオスタットバッテリーは、ソーラーパネルによって生成されたエネルギーを保存し、電子ユニット自体に電力を供給するために使用されます。電動モーターはバッテリーを回転させるために（短時間）オンするだけなので、電源スイッチはありません。この図は太陽電池を水平面に向けたものです。ただし、位置を決めるときは、その地域の地理的緯度と時期を考慮する必要があります。同様のスキームに従って組み立てられた垂直偏向ユニットで設計を補足すると、両方の面でバッテリーの方向を完全に自動化できます。

緑色光フィルターはフォトダイオードを過剰な照射から保護するために使用されます。不透明なカーテンが光センサーの間に配置されます。これは、照明角度が変化するとフォトダイオードの 1 つが影になるように、基板に対して垂直に固定されています。詳細については、添付のアーカイブの記事をご覧ください。プリント基板の全体図:

組み立て後、デバイスの動作をチェックしました。すべてが正常に動作し、1 つ目と 2 つ目の LED が点灯すると、モーターが時計回りと反時計回りに動作します。

ラジエーターはやや大きいですが、それほど大きくする必要はありませんが、友人が気に入ったので、完成したボード2枚用に半分に切ると言いました。まだ決定していないため、今のところテスト中です。モーターの力。

これらのラジエーターはすべて電源から取り外されており、私はそれらをたくさん集めました、そして人々はすべてを運び、運びます。発達 - I.ツァプリン。回路の組み立てとテスト - イゴラン.

記事について議論するソーラーパネルロータリーコントローラー

最近では、庭用のソーラーランタンや携帯電話の充電器などに切り替える人が増えています。誰もが知っているように、そのような充電は日中に受け取った太陽エネルギーから機能します。しかし、照明器具は一日中静止しているわけではないので、太陽電池の回転装置を自分の手で作り、一日中太陽に向かって動かすことで充電効率を約半分にすることができます。

DIY ソーラーパネルトラッカーには、時間をかけて作成して設置する価値のある非常に重要な利点がいくつかあります。

まず最も重要な利点は、太陽電池を 1 日を通して回転させることで、バッテリー効率が約半分に向上することです。これは、照明器具からの光線が光電池に垂直に当たる期間にソーラーパネルの最も効率的な動作が達成されるという事実によって達成されます。
このデバイスの 2 番目の利点は、最初の利点の影響下で生まれます。バッテリーにより効率が向上し、生成されるエネルギーが半分になるため、追加の常設バッテリーを設置する必要がありません。さらに、回転式バッテリー自体は、定置式の場合よりも小さい光電池を備えている可能性があります。これらすべてにより、多くの物的資源が節約されます。

トラッカーのコンポーネント

ソーラーパネル回転子を自作するには、工場で製造された製品と同じコンポーネントが含まれます。

このようなデバイスを作成するために必要な部品のリスト:

ベースまたはフレームは耐荷重部品で構成されており、可動部品と固定部品の 2 つのカテゴリに分類されます。場合によっては、フレームに水平軸が 1 つだけある可動部分があります。ただし、2軸のモデルもあります。このような場合、垂直軸を制御するアクチュエータが必要になります。
前述のアクチュエータも設計に含める必要があり、回転だけでなくこれらの動作を監視するためのデバイスも備えている必要があります。
雷雨、強風、雨などの変わりやすい天候からデバイスを保護する部品が必要です。
遠隔制御と回転装置へのアクセスが可能。
エネルギーを変換する元素。

ただし、このような装置の組み立ては既製品を購入するよりも高価である場合があるため、場合によっては耐荷重部品、アクチュエーター、およびアクチュエーターの制御に簡素化されることに注意してください。

電子旋削システム

動作原理

回転装置の動作原理は非常に単純で、1 つは機械式、もう 1 つは電子式の 2 つの部分で構成されています。回転装置の機械部分は、それぞれバッテリーの回転と傾斜を担当します。そして、電子部品は機械部品が動作する時間と傾斜角度を制御します。

ソーラーパネルと組み合わせて使用される電気機器はバッテリー自体から充電されるため、電子機器に電力を供給するコストも何らかの形で節約されます。

良い面

回転装置の電子機器の利点について言えば、その利便性は注目に値します。便利なのは、デバイスの電子部分がバッテリーを回転させるプロセスを自動的に制御することです。

この利点は唯一のものではなく、前述した利点のリストのもう 1 つにすぎません。つまり、エレクトロニクスにより、お金が節約され効率が向上するだけでなく、人は手動で向きを変える必要がなくなります。

自分で作る方法

作成スキームが簡単なので、自分の手でソーラーパネルのトラッカーを作成することは難しくありません。実用的なトラッカー回路を自分の手で作成するには、2 つのフォトレジスタが必要です。これらのコンポーネントに加えて、バッテリーを回転させるモーターデバイスも購入する必要があります。

このデバイスは H ブリッジを使用して接続されています。この接続方法では、6 ～ 15 V の電圧で最大 500 mA の電流を変換できます。組み立て図により、ソーラーパネルのトラッカーがどのように機能するかを理解できるだけでなく、自分で作成することもできます。

回路の動作を設定するには、次の手順を実行する必要があります。

回路に電力が供給されていることを確認してください。
DCモーターを接続します。
同じ量の太陽光を得るには、フォトセルを並べて設置する必要があります。
2 つのトリミング抵抗を緩める必要があります。これは反時計回りに行う必要があります。
回路への電流の供給が開始されます。エンジンがオンになるはずです。
トリマーの1つを止まるまでねじ込みます。この位置に印をつけてみましょう。
エンジンが反対方向に回転し始めるまで、エレメントをねじ込み続けます。この位置にもマークを付けておきます。
得られたスペースを等しいセクションに分割し、中央にトリマーを取り付けます。
エンジンが少しけいれんし始めるまで、別のトリマーをねじ込みます。
トリマーを少し戻してこの位置のままにします。
正しい動作を確認するには、太陽電池の一部を覆い、回路の応答を観察します。

時計回転機構

時計の機構の設計は基本的に非常にシンプルです。このような動作原理を実現するには、機械式時計を太陽電池モーターに接続する必要があります。

エンジンを動かすためには機械式時計の長針に可動接点を1つ取り付ける必要があります。 2 番目の固定のものは 12 時に固定されます。したがって、長針が12時を通過する毎に接点が閉じ、モーターがパネルを回転させます。

1 時間という期間は、この時間中に太陽が空を約 15 度通過するという事実に基づいて選択されました。 6 時間の間、別の固定連絡先を確立できます。したがって、ターンは30分ごとに行われます。

水時計

回転装置を制御するこの方法は、進取的なカナダ人の学生によって発明されたもので、1 つの軸 (水平軸) のみを回転させる役割を果たします。

動作原理もシンプルで次のとおりです。

太陽光が光電池に垂直に当たると、太陽電池は元の位置に設置されます。
その後、一方に水の入った容器を取り付け、もう一方の側に水の入った容器と同じ重さの物体を取り付けます。容器の底には小さな穴があるはずです。
それを通して、水が容器から徐々に流出し、それにより重量が減少し、パネルがカウンターウェイトに向かってゆっくりと傾きます。コンテナの穴の寸法は実験的に決定する必要があります。

この方法が最も簡単です。さらに、時計機構の場合と同様に、エンジンの購入に費やされるであろう物的資源も節約されます。また、特別な知識がなくても、水時計の回転機構を自分で取り付けることができます。

ビデオ

私たちのビデオでは、太陽電池のトラッカーを自分の手で作る方法を学びます。

太陽電池回転システムには、ハウジング、太陽電池を接続するためのフランジを備えた中空シャフト、回転駆動装置、電力および遠隔測定用集電装置が含まれています。出力軸は機能的にパワーフランジとパワー集電装置付きシャフトに分かれています。テレメトリック集電装置はそのシャフトに取り付けられ、出力シャフトに接続されます。出力軸フランジは、太陽電池回転システムのハウジング内のサポートベアリング上に予圧をかけて取り付けられるか、またはスプリングによってサポートベアリングを介して太陽電池回転システムのハウジングに圧縮されます。信頼性が向上し、デバイスの重量と寸法が減少します。 1 給料ちと、病気が1件あります。

本発明は宇宙技術に関し、太陽電池回転システム（ＳＰＳＢ）の設計に使用することができる。

本発明は、太陽電池（ＳＢ）を回転させ、太陽電池から宇宙船に電気エネルギーを伝達することを目的としている。

米国特許第 4076191 号の回転太陽電池 (SPBS) 用のよく知られたシステムは、ハウジング、太陽電池の 2 つの翼を結合するための 2 つのフランジを備えたシャフト、ドライブ、および集電装置で構成されています。パワー、トランスミッション電気エネルギー、およびテレメトリック、コマンドとテレメトリック情報を送信する集電装置はシャフト上に配置されており、ドライブは SB の両翼を回転させます。この発明はプロトタイプとして取り上げられる。

このデバイスの欠点は、非冗長ドライブが 1 つ存在するため、デバイスの存続可能性が低下することです。２つ目の欠点は、シャフトの曲げ剛性の要求を満たすため、シャフトの設計が巨大化することである。さらに、シャフト直径が大きいと、集電装置の摩擦と摩耗が増加します。

本発明の技術的目的は、システムの信頼性を高め、構造の重量を軽減し、機能性を高めることである。

この課題は、ハウジング、ドライブ、シャフトを備えた SPBS において、デバイスの出力シャフトが中空で、端にパワーフランジがあるという事実によって達成されます。この場合、電力集電装置は出力軸の外側に配置され、遠隔測定装置はそれ自身の軸に取り付けられます。遠隔測定集電装置は SPBS の出力軸に接続されています。出力シャフトのフランジは、フラットリングを使用してサポートベアリングに取り付けられるか、スプリングによってハウジングに押し付けられます。電力集電装置が取り付けられている出力シャフトのセクションは、厳格な設計スキームから除外されており、集電装置の最小重量と必要な耐用年数を確保するために最適な寸法となっています。

本発明の本質は図面によって示されており、図１は請求項に係る装置の断面図の全体図を示している。

太陽電池回転システムは、ハウジング 1、ドライブ 2、サポートベアリング 4 に取り付けられた出力シャフト 3、出力シャフト 3 に配置された電力集電装置 6、およびそのシャフトに取り付けられた遠隔測定集電装置 7 から構成されます。遠隔測定式集電装置７は、出力シャフト３の内部空洞に設置することも、出力シャフト３の外部に接続することもできる。サポートベアリングの予圧や皿バネ８による圧縮によりシャフト３をハウジング１に常に押し付けることにより、構造の剛性を高めます。出力軸３の回転軸の位置精度の向上は、平らなサポートリング9を備えたサポートベアリング。ギアホイール10はドライブ2のシャフト5に取り付けられています。ギア11は出力シャフト3に取り付けられています。

SPSB が動作しているとき、ドライブ 2 は出力シャフト 3 に回転を伝達します。ドライブから出力シャフト 3 への回転は、ギア 10、11 を備えたギア列によって伝達されます。

電流コレクタ６および７は、回転中および停止状態の両方で、回転太陽電池アレイから宇宙船に電気エネルギー、コマンドおよび信号を送信する。サポートベアリング４を介したハウジング１に対する出力軸３の一定の圧力は、出力軸の回転時と停止時の両方において皿バネ８によって確保される。

各 SB 翼に 1 つの SPSB を使用することで、宇宙船の生存性が向上します。たとえ一方の翼の電力供給システムに障害が発生しても、デバイスはもう一方の翼から電気エネルギーを受け取り、主要な消費者の動作を保証します。

構造の軽量化は、出力シャフト３が支持軸受４までのパワーフランジとパワー集電シャフトとに機能的に分割されるという事実によって確保される。図 1 に示すように、パワーフランジは SPSB ハウジングの内側と外側の両方に配置できます。出力シャフトフランジからの構造のパワー回路が直接閉じられているため、シャフトの寸法が小さくなり、重量が減り、曲げ剛性が向上します。サポートベアリングを介してハウジングに接続されます。

サポートベアリングのスラスト力（またはサポート4点ベアリングの予圧）は、使用荷重下でジョイントが開かない次の条件から選択されます。

P>2・K・M/D、ここで

P - サポートベアリングのスラスト力、Nm;

M - 通常動作時の曲げモーメントの低減、N。

動力用集電装置が取り付けられているシャフト部分を剛性構造から排除し、集電に最適な寸法とすることで、集電装置の軽量化と長寿命化を実現します。デバイス。カプセル型遠隔測定集電装置は、そのシャフト上、例えば出力シャフトの内側に設置されるか、外部に接続され、最小の質量を有する。集電装置の耐用年数の延長は、最小直径の滑りリングで集電装置を実装することが可能になり、それに応じて摩擦が低減されることによって達成されます。

集電体の摩擦損失が低減することで駆動力を低減でき、SPSBの駆動部の軽量化につながります。

現在、企業は宣言された設計の SPSB の設計文書を公開し、システムの地上実験テストを実施しています。テストでは、システムの重量が大幅に軽減され、耐用年数が延長され、システムの剛性特性と信頼性が向上することが示されました。

1. ハウジング、太陽電池を接続するためのフランジを備えた中空シャフト、その回転用の駆動装置、電力および遠隔測定集電装置を有する太陽電池回転システムであって、出力軸が電力フランジと電力フランジとに機能的に分割されていることを特徴とする太陽電池回転システム。電力集電装置を備えたシャフト、およびテレメトリー。集電装置はそのシャフトに取り付けられ出力軸に接続され、出力シャフトのフランジは太陽電池回転システムのハウジングに予圧付きサポートベアリングに取り付けられています。または、サポートベアリングを介して太陽電池回転システムのハウジングにバネによって予荷重を与えます。

前記サポートベアリングの予荷重または予荷重力は、動作荷重下でのジョイントの非開放状態の以下の条件から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
P>2・K・M/D、
ここで、P はサポートベアリングの予荷重または予荷重力 Nm です。
K - 外部負荷の安全係数。
M - 通常動作時の曲げモーメントの低減、N。
D - サポートベアリングの作動直径（ボールによる）、m。

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本発明は、ソーラーパネル（ＳＢ）を使用する宇宙船（ＳＣ）用の電源システムに関する。この方法は、衛星の指定された現在の方位角と衛星の角速度（ωＳＶ）を決定することを含む。計算された角度も計算され、SB の制御を開始する前に、測定された角度の値が割り当てられ、記憶されます。与えられた角度と計算された角度の間の不一致を減らす方向に SB を回転します。電源の加速 (tARG、αARG) と減速 (tBREAK、αBREAK) の時間と角度、および最小許容値と最大値に基づいて電源偏差の最大許容角度 (αMAX) が決定されます。電源の可能な電流。これらの角度では、応答しきい値 (αCP) が設定され、それを超えると、指定された不一致が形成されます。後者は、リリース閾値 (αOTP) を下回ると考慮されず、到達すると SB の回転が停止されます。計算された SB の角度は、SB の回転円の 1 つのディスクリートセクター (DS) 内で調整されます。 DS の大きさは、角度 αRAZG、αTORM、αCP に依存します。 αCPとωSBに応じて、SBの角度位置情報の変化の連続性を監視する時間の閾値が設定される。この制御時間は、現在の測定角度が記憶された角度と複数の DS だけ異なる場合にカウントされ、そうでない場合は停止されます。 tRAZG、tBREAK、αMAX、ωSBとDCの値に応じて、SBの回転方向を制御するためのしきい時間値を設定します。この時間は、SB の測定角度と保存された角度の間の不一致の符号が SB の指定された回転方向に対応しない場合、ゼロ連続制御時間としてカウントされます。それ以外の場合は、カウントダウンが停止され、回転方向制御時間がゼロにリセットされます。この場合、現在の測定角度が 1 DS 変更された時点で、計算された角度は DS 間の境界の値に設定され、記憶されている角度には新しい測定角度の値が割り当てられます。導通制御時間または回転方向制御時間が閾値を超えると故障信号が発生し、SB の制御が停止されます。本発明の技術的成果は、ＳＢ姿勢制御システムの生存性と効率を高めることである。 3 病気。

本発明は、ソーラーパネル（ＳＢ）を使用する宇宙船（ＳＣ）用の電源システムに関する。この方法は、ソーラーパネルの作業面に対する法線の測定された角度位置から太陽に対するソーラーパネルの所与の配向角を決定することと、法線の指定された位置に対する計算された角度を計算することを含む。指定された角度と計算された角度の間の不一致が減少する方向に SB を回転します。加速角（αASG）と制動角（αBRAKE）SBが決まります。計算された角度は、角度センサーの値がSBの回転のディスクリートセクター（DS）の値によって変化する瞬間に調整されます。作動しきい値 (αSR) とリリースしきい値 (αOTP) が設定されており、指定された角度と現在の角度の差が増加し始めるが、αSR を超えない場合に SB の回転が停止します。 SB の回転角速度は、探査機が地球の周りを回転する最大角速度よりも 1 桁大きく設定されており、DS の値は αSR より小さくなります。条件：αSRから作用角（αRAB）SBを設定します。< αРАБ < (αГОР - 2·(αРАЗГ + αТОРМ)). Присваивают заданному углу значение углового положения ближайшего к нему луча угла αРАБ, если направление на Солнце в проекции на плоскость вращения указанной нормали находится вне αРАБ. Если угловое положение данной нормали находится вне αРАБ, изменяясь в направлении увеличения угла относительно ближайшего к нему луча угла αРАБ, то формируют сигнал отказа и прекращают управление СБ. Техническим результатом изобретения является исключение заклинивания и поломки панели СБ или бортового оборудования КА, при обеспечении максимально возможного тока в условиях ограничений на углы поворота СБ (напр., от 90° до 180°). 3 ил.

本発明は、電気工学、特に光放射を電気エネルギーに変換することによって電気エネルギーを生成する装置に関し、太陽電池（ＳＢ）を備えた小型宇宙船の作製および生産に使用することができる。本発明の技術的成果は、熱衝撃、機械的および熱機械的負荷の影響に対する電源の耐性の向上、設計の製造可能性の向上、宇宙船電源の動作寿命の延長、温度の拡張による機能の向上です。動作範囲の拡大と電源設計の最適化、シャントダイオードと太陽電池の接続強度の向上によるスイッチングシステムの簡素化、製造技術の最適化による宇宙船用太陽電池パネルの製造プロセスの再現性の向上多層化されたシャントダイオードと太陽電池セル、および太陽電池とシャントダイオードを接続するスイッチングバスの積層化。小型宇宙船用の太陽電池には、太陽電池 (SC) が接着されたモジュールを備えたパネル、シャントダイオードが含まれています。フロントとフロントを繋ぐスイッチングバス裏太陽電池付きシャントダイオード。シャントダイオードは太陽電池の角の切り欠きに取り付けられ、スイッチングバスはモリブデン箔で構成され、その両面にバナジウムまたはチタンの層が設けられた多層で作られています。ニッケルの層と銀の層がそれぞれ順番に適用されます。 2n. そして5の給料フライ、4 つの病室、3 つのテーブル。

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