● 摘要
微小卫星凭借自身低成本、低风险、研制周期短、发射方式灵活的特点，至今已广泛地应用于空间科学探测和研究、空间应用技术试验以及军用民用卫星领域。卫星综合电子是卫星服务平台的基础，以高可靠的星载计算机为核心，配合电源系统，采用标准的数据通讯总线和专用扩展接口将星载电子设备互联，实现星上电子设备的数据通讯及供配电管理功能。其功能的可靠性和性能的优劣直接影响卫星任务能否顺利完成。本文以北航微小卫星项目研制为背景，对其综合电子系统中的电源系统和星载计算机的相关设计及测试工作进行研究。
首先，本文详细介绍了北航微小卫星星上综合电子系统中电源系统的技术指标、系统构成和工作原理以及太阳电池阵、锂离子蓄电池组和能源控制器的设计和相应设计参数。
其次，研制搭建了电源系统的半实物仿真测试平台，并完成了正样电源系统的相关电性能测试工作。测试结果表明正样电源符合总体设计的要求。提出了北航微小卫星的能量平衡实验分析方法，通过模拟飞行实验，证明了正样电源系统能够实现在轨能量平衡。
再次，改进了综合电子系统的控制核心初样双机冷备份星载计算机的设计。分析了现有设计中的部分功能缺陷，并进行硬件设计改进，包括星上时钟保持功能改进、星上数据存储功能改进及监控机可靠性改进。另外针对初样星载计算机桌面电联试过程中发现的潜通路故障进行了详细分析，并给出了具体的解决方案，进一步提高了星载计算机机的可靠性。
最后，在研究了空间辐射环境对星载计算机产生的单粒子闩锁效应的基础上，提出了星载计算机单粒子闩锁的防护措施，并设计了一种高可靠的单粒子闩锁防护电路，为空间应用的电子系统提供了一种简单可行的单粒子闩锁解决方案。