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Details zur Studienarbeit
Titel der Studienarbeit:
Entwurf und Validierung des MPPT-Reglers des Electrical Power Systems eines CubeSats
BetreuerIn:
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Voraussetzungen:
- Interesse an Raumfahrt, Regelungstechnik & Elektronik- Benutzung von Simulationswerkzeugen wie Simulink- Reglerentwurf- Arbeiten im Team, insb. in einem großen Projektumfeld mit vielen Subteams- Fehlende Kenntnisse werden in gemeinsamen Team-Workshops mit den Betreuenden erarbeitet!
Geeignet für die folgenden Studiengänge:
TWI
TWE
TEA
TEU
TFE
TEN
TEK
TSA
TSL
TFS
TMK
TML
TMM
TMP
TMA
TMT
TLE
TLS
TIT
TIM
TIS
TIK
Themenbeschreibung:
Satelliten wie der am Campus FN entwickelte CubeSat ERWIN (ehemals SeeSat-1) bestehen aus einer Vielzahl von Subsystemen, welche mit elektrischer Energie versorgt werden. Diese wird in der Regel von Solar Arrays generiert. Ein Electrical Power System (EPS) bereitet diese auf (Power Conditioning Unit oder PCU), speichert diese in der Batterie zwischen und verteilt sie an alle Subsysteme (Power Distribution Unit oder PDU). Um den maximalen Wirkungsgrad zu erreichen soll ein Maximum Power Point Tracker (MPPT) zum Einstellen des Arbeitspunktes der Solar Arrays verwendet. Diese regeln durch Einstellen des Ladestroms der Batterie die Spannung an den Solar Cells ein.Das Ziel dieser Arbeit ist der Entwurf des MPPT-Reglers mit den gegebenen Rahmenbedingungen des SeeSat-1 Satelliten. Dafür soll eine geeignete Simulationsumgebung verwendet werden. Weiterhin soll der Regler validiert werden. Je nach Entwicklungsstand der Hard- und Software des EPS soll dies ggf. in einer Hardware-in-the-loop Umgebung erfolgen.Aufgaben:- Darstellung der Solar Arrays, des MPPT-Converters und der Batterien des CubeSats in einem geeigneten Simulationswerkzeug (z.B. Simulink)- Recherche verschiedener Algorithmus-Ansätze für MPPTs und Auswahl einer geeigneten Lösung- Entwurf des MPPT-Reglers in der Simulationsumgebung- Validierung des MPPT innerhalb der Simulationsumgebung- Abstimmung mit Teams anderer Subsysteme- Abstimmung mit den Hardware- und Software-Teams des EPSOptionale Aufgaben:- Implementierung des MPPT-Algorithmus auf dem EPS-Controller- Validierung des MPPT-Reglers in einer Hardware-in-the-loop Umgebung- Verwalten der Requirements für den MPPT im System Engineering Tool "ValiSpace"- Anlegen des "Design Description & Justification File†und eines "Interface Control Document†für das EPS
