Сравнительный анализ способов регулирования частотных характеристик имитаторов электрических характеристик систем электропитания космических аппаратов

Одной из основных систем космического аппарата (КА) является система электропитания (СЭП). Основу СЭП составляют вторичные источники питания (ВИП), использующие различные способы управления и преобразования электроэнергии, что приводит к существенным отличиям их динамических свойств. Со стороны бортовых потребителей динамика СЭП определяется полным внутренним сопротивлением (импедансом) ВИП. При проведении наземных электрических испытаний электротехнических систем (ЭТС) КА, вследствие сложности применения систем электропитания, применяют испытательные комплексы, основу которых составляют имитаторы электрических характеристик СЭП (ИСЭП). Современные ИСЭП используют модульный принцип конфигурирования, что позволяет производить ИСЭП разной мощности, но энергетические модули имеют фиксированные или регулируемые в узком диапазоне частот импедансные частотные характеристики, что приводит к ограничению типов имитируемых СЭП. Снабжение ИСЭП свойством регулирования частотных характеристик в широком диапазоне частот расширяет функциональные возможности ИСЭП, так как позволяет имитировать динамические свойства СЭП, содержащих ВИП разных типов. Целью работы является исследование и сравнительный анализ трёх способов регулирования импедансных частотных характеристик (ИЧХ) модуля ИСЭП. Способы регулирования ИЧХ ИСЭП рассматриваются на основе его обобщённой функциональной схемы, содержащей математические модели усилителя-сумматора (УС), последовательного корректирующего устройства (КУ), усилителя мощности (УМ), делителя напряжения (ДН) и нагрузки (Н). В статье проведен анализ вариантов регулирования импедансных частотных характеристик ИСЭП, рассмотрены три способа регулирования ИЧХ: два с пассивным корректирующим устройством и один с активным КУ. В работе приведена имитационная модель в пакете MicroCap электрической схемы модуля ИСЭП, проведены вычислительные эксперименты по каждому способу регулирования ИЧХ ИСЭП. По результатам исследования рекомендован способ коррекции и регулирования ИЧХ ИСЭП, позволяющий раздельно регулировать низкочастотную и среднечастотную области ИЧХ, что позволяет существенно упростить настройку и обеспечение ИЧХ ИСЭП в соответствии с заданными требованиями.