2021 Fiscal Year Annual Research Report
太陽光発電用パワーコンディショナを不要とする衛星用電力制御システムの試作評価研究
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19K04365
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
岩佐 稔 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (50836294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 大将 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (40837283)
黒川 不二雄 長崎総合科学大学, 新技術創成研究所, 学術教授 (20140808)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 人工衛星 / 電力制御 / PCU / デジタル制御 / シャント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
提案システムによって、従来から人工衛星のバス電圧制御に必須とされるシャント回路がなくとも、不定の複数電力源の制御安定性を確保し、本当にバス電圧を一定範囲に保てるかどうか、軌道上で想定される運用モードで解析し、検証することを目的として、２０２１年度は以下の成果を得た。
・構築済みの回路シミュレータに軌道上で想定される運用モード（日照→日陰、日陰→日照、負荷変動、発生電力変動、日照放電、発電電圧温度変動）を実装し、バス電圧を一定範囲に保つ制御アルゴリズムの成立性ついて、２０２０年度に課題として識別した、太陽電池の発電電圧温度変動に対する制御の検討も含め、回路シミュレーションで実現性を確認した。
・回路シミュレーションで実現性を確認した制御プログラムをPICマイコンで構成した統合コンピュータ及び各ＢＣＤＲに実装し、ＢＣＤＲ２台構成にて、軌道上で想定される運用モードでの実機検証を完了した。
研究期間を通して、人工衛星のバス電圧制御に必須とされるシャント回路がなくとも、不定の複数電力源の制御安定性を確保し、バス電圧を一定範囲に保てることに目途を得た。本成果を取りまとめて特許出願に着手し、所内の審査を通過、出願準備中である。（２０２２年４月１８日に出願完了）
なお、当初計画では最大４台構成での実機検証を予定していたが、制御アルゴリズムにおける課題解決を優先し、本研究期間中においては、２台構成での実機検証を完了することとした。研究提案資料に記載の通り、現行衛星はバッテリ２～４台構成が主流であるが、２台構成で実現性を確認できれば、４台構成への展開も可能である。今後は本システムの実用化に向けて、軌道上実証の検討を進める。
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