卫星电源系统承担着对整个卫星负载供电的作用,卫星电源系统故障的发生轻则会降低卫星的使用寿命,重则使整个卫星成为太空垃圾。所以,对该系统进行故障诊断方面的研究具有重大意义。但是,由于卫星电源系统的故障数据十分匮乏,导致其故障诊断技术的发展受到限制。基于此,本文以GEO卫星的太阳电池阵-蓄电池组结构的电源系统为例,建立了系统中各个部件在正常状态下的Simulink仿真模型,并对各个部件的典型故障模式进行仿真,得到了相应的故障数据。首先,介绍了硅太阳电池的简化数学模型,在此基础上建立了其仿真模型,介绍了模型中各个输入量的计算方法和输出量的特征。之后对太阳电池阵的典型故障模式进行仿真,对得到的结果进行了简单分析。与此类似,文中从数据拟合的角度建立了氢镍蓄电池的数学模型,并利用Simulink进行仿真,之后介绍了氢镍电池典型的故障模式,着重对蓄电池性能衰退故障模式的仿真建模与输出特征进行分析。其次,文中以S4R控制方式为例,建立了电源系统的控制部分中的分流调节器、充电调节器和放电调节器的Simulink仿真模型,并分别介绍了各个部件的典型故障模式、故障仿真方法及故障结果分析。最后,根据系统各个部件之间的输入与输出的对应关系,建立了整个卫星电源系统的仿真模型,并以实测的卫星负载功率作为系统输入,得到了系统各个输出量的仿真结果。根据系统输出量和模型中参数之间的关系,给出了系统的阈值特征和关联关系特征,并以太阳电池阵展开故障和蓄电池性能衰退故障为例,实现了基于这两个特征的故障诊断。