Echtzeitsimulation eines Solargenerators für eine hochfliegende Solarplattform

Abstract

Inhalt dieser Masterarbeit ist die Entwicklung eines Simulationsmodells für den Solargenerator einer hochfliegenden unbemannten Plattform im Rahmen des DLR Querschnittsprojekts HAP (High Altitude Plattform). Das Modell des Solargenerators ist eine benötigte Komponente des Hardware in the Loop Teststands und soll zusammen mit weiteren Modellen im Verbund auf einem dSPACE-Echtzeitrechner simuliert werden, um physische Komponenten zu testen und virtuelle Flüge zu ermöglichen. Gegenüber einfachen Modellen zur Energieertragsbetrachtung eines HAPS (High Altitude Pseudo-Satellite) zeichnet sich dieses Solargeneratormodell durch mehrere Besonderheiten aus. Das energiebringende Licht wird in seinem ganzen Spektrum modelliert, es werden Triple-Junction-Solarzellen abgebildet, die gesamte elektrische Verschaltung wirkt mit ihrem Einfluss und die Verformung des Leichtbauflugzeugs wird mit berücksichtigt. Das Simulationsmodell konnte erfolgreich in das Flugmechanikmodell integriert werden und erste Simulationen zeigen Details, die zuvor in vereinfachten Betrachtungen verborgen blieben. Das gesamte Flugmodell wurde auf das dSPACE-System portiert und kann durch geeignete Maßnahmen die geforderte Simulationsfrequenz von 100 Hz erfüllen.