CN102514736A - 摆动机构控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摆动机构控制器，包括中央处理模块、第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块、遥测采样模块、系统状态遥测模块以及电源处理模块；其中，遥测采样模块用于采集摆动机构的信息，并将所采集到的信息传输到中央处理模块；中央处理模块从外部接收指令，根据指令以及所采集到的摆动机构的信息，向第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块发出控制信号；第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块根据控制信号对摆动机构进行控制；遥控切换模块用来控制第一绕组驱动模块和第二绕组驱动模块的通电与断电；系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集；电源处理模块用来向上述模块提供电能。
Description
技术领域
本发明涉及卫星领域，特别涉及一种摆动机构控制器。
背景技术
太空(如卫星)在太空飞行过程中一个很重要的能量来源是太阳能，太空通常采用太阳能帆板来收集太阳能。由于太空的位置在飞行中不断发生变化，与太阳光的入射角度也会时时改变，因此，太空需要对其太阳帆板的角度、位置进行调整，以尽量满足太阳能充电的要求。
现有技术中通常只采用驱动机构来对太空的太阳能帆板的角度、位置进行调整。由于驱动机构只能实现一维转动，而倾斜轨道卫星需要通过二维转动来获取足够的光能。因此，本领域技术人员新提出采用摆动机构来控制太阳能帆板的摆动，实现其二维转动功能，并使得太阳能帆板上的太阳电池阵能够满足较好光照角的要求，提高太阳能充电的效率。借助摆动机构可以避免卫星为了改善太阳光入射角而不停改变姿态，从而给整星带来安全隐患的缺陷。
要使得摆动机构按照一定规律摆动，需要对摆动机构进行控制，用于对摆动机构进行控制的仪器可称为摆动机构控制器，在现有技术上尚不存在摆动机构控制器。
发明内容
为了克服现有技术上尚不存在摆动机构控制器的缺陷，本发明提供了一种 摆动机构控制器。
为了实现上述目的，本发明提供了一种摆动机构控制器，包括中央处理模块、第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块、遥测采样模块、系统状态遥测模块以及电源处理模块；其中，
所述的遥测采样模块用于采集摆动机构的信息，并将所采集到的信息传输到所述中央处理模块；所述的中央处理模块从外部接收指令，根据所述指令以及所采集到的摆动机构的信息，向所述第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块发出控制信号；所述第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块根据所述控制信号对所述摆动机构进行控制；所述遥控切换模块用来控制所述第一绕组驱动模块和第二绕组驱动模块的通电与断电；所述系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集；所述电源处理模块用来向上述模块提供电能。
上述技术方案中，所述的中央处理模块包括单片机、程序存储器、RS422通信接口芯片、串并转换芯片、看门狗电路；其中，所述的单片机通过串并转换芯片与RS422通信接口芯片连接到外部的计算机，所述单片机还分别与程序存储器、看门狗电路连接。
上述技术方案中，所述的绕组驱动模块包括驱动前缀与功率部分，其中，所述驱动前缀采用半桥驱动，而所述功率部分采用H桥电路来驱动。
上述技术方案中，所述的遥控切换模块包括译码器、反相电路、译码芯片、驱动线路开关；其中，由所述中央处理模块发出的遥控指令经由译码器、反相电路、译码芯片译码后生成开关驱动指令，根据所述开关驱动指令控制驱动线路开关的断开与闭合。
本发明的优点在于：
本发明的摆动机构控制器集遥测、遥控、电机驱动多种功能于一身，在能够与星载计算机进行通信的前提下，它可以自行采集太阳帆板的角度信息，自行控制与切换摆动机构的通电及断电，并采用了简单却又可靠的电机驱动方式。摆动机构控制器具有闭环、智能等功效。
附图说明
附图1为摆动机构控制器内部原理框图；
附图2为摆动机构控制器连接示意图；
附图3为遥控切换模块的结构示意图；
附图4为精密测角电位器的结构示意图；
附图5为电源处理模块的结构示意图；
附图6为本发明的摆动机构控制器在卫星上的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
参考图1，在本发明的一个实施例中，摆动机构控制器包括中央处理模块、+Y绕组驱动模块、-Y绕组驱动模块、遥控切换模块、遥测采样模块、系统状态遥测模块以及电源处理模块。其中，所述的中央处理模块分别向+Y绕组驱动模块、-Y绕组驱动模块、遥控切换模块发出控制信号，并从所述遥测采样模块接收采集自摆动机构的信息；所述遥控切换模块用来控制所述+Y绕组驱动模块和-Y绕组驱动模块的通电与断电；所述系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集；所述电源处理模块用来向上述模块提供电能。
下面对摆动机构控制器中的上述模块的功能做进一步的说明。
1)、中央处理模块
中央处理模块为控制器的核心模块，它主要包括单片机、程序存储器、RS422通信接口芯片、串并转换芯片、看门狗电路以及其它外围辅助器件。从图1中可以看出，单片机通过RS422通信接口芯片、串并转换芯片用来实现与星载计算机间的通信，单片机还分别与程序存储器、看门狗电路连接，并与控制器中 的其它模块连接。
中央处理模块主要完成以下几项功能：
A、采集并存储太阳帆板摆动角度及其限位信号等遥测量，对其中的角度信号做A/D转换处理，此外还要将所存储的摆动机构的各种遥测信息向星载计算机传送。
B、接收星载计算机送来的遥控信息，根据星载计算机的遥控指令，并结合遥测得到的信息控制摆动机构的通断电以及控制摆动机构的摆动，使太阳能帆板展开至目标角度。
2)、绕组驱动模块
中央处理模块所提供的控制信号无法直接驱动摆动机构中的步进电机的运转，需经所述的绕组驱动模块来放大信号。为提高可靠性，所述的绕组驱动模块通过分立器件实现对步进电机的驱动。如图2所示，所述的绕组驱动模块包括驱动前缀与功率部分，所述驱动前缀采用半桥驱动，而所述功率部分采用H桥电路来驱动步进电机。+Y绕组驱动模块与-Y绕组驱动模块只是用来控制摆动机构中Y轴上不同方向的步进电机，在实现原理上并无差别。在其它实施例中，也可以用第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块来命名用于驱动摆动机构上不同方向的步进电机的绕组驱动模块。
3)、遥控切换模块
遥控切换模块来控制所述+Y绕组驱动模块和-Y绕组驱动模块的通电与断电，进而控制摆动机构。如图3所示，中央处理模块接收来自星载计算机的间接遥控指令后，向遥控切换模块输出相应的直接指令，由遥控切换模块中的译码器、反相电路、译码芯片译码，然后向相应的驱动线路开关发送指令，通过 对开关的接通与断开，实现对绕组驱动模块的通电与断电。在本实施例中，绕组驱动模块有+Y绕组驱动模块和-Y绕组驱动模块，在遥控切换模块的控制下，这两个模块同时通电，同时断开。
4)、遥测采样模块
摆动机构共有5个特殊位置，分别为-90度位置、0度位置、+90度位置以及全开极限位置与全闭极限位置。在摆动机构的全开以及全闭极限位置处安装有限位开关，遥测采样模块通过对限位开关信号的测量实现数字量遥测。在摆动机构上还安装有精密测角电位器，通过该精密测角电位器可测量其当前角度，此处为模拟量遥测。如图4所示，精密测角电位器在电性能上等价于一可调电阻，遥测采样模块通过采样精密测角电位器的电压值可计算出阻值，并转换成相应的角度。A/D转换器选用4通道器件，选通其中的两个通道分别作为+Y摆动机构与-Y摆动机构的角度采样。摆动机构控制器在内部采样角度信号的同时，又将该信号送至遥测系统，作为地面检测用。
5)、电源处理模块
摆动机构控制器的一次电源输入为+28V，二次电源为+5V以及+12V。如图5所示，其中的+5V电源用于控制器及其周围电路供电，由额定功率为15W的DC/DC转换而得；+12V电源用于驱动线路中半桥驱动芯片供电，由额定功率为5W的DC/DC转换而得。两DC/DC共用一片滤波器。转换后的电源经相关接口电路后送至测控系统，作二次电源遥测。
6)、系统状态遥测模块
系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集，如摆动机构发生故障时，系统状态遥测模块一旦采集到当前的故障状态，就可以进行诸如复位的后续操 作。
以上是对本发明的摆动机构控制器中各组成部分的说明，下面结合图6就该控制器如何在卫星上安装与应用做进一步描述。
将摆动机构控制器分别与星载计算机、摆动机构、供电系统以及遥测系统相连接。单机加电后，摆动机构控制器采集太阳帆板角度信息，并与其它信息组帧合成摆动机构遥测数据。星载计算机根据内部程序与摆动机构控制器进行通信，包括：定时向摆动机构控制器索取摆动机构遥测数据，并视情况向摆动机构发送指令，指令内容包含太阳帆板目标角度。摆动机构控制器对指令进行解析，若认为指令符合当前情况，则控制摆动机构，带动太阳帆板进行摆动；否则向星载计算机进行反馈，要求其重发指令。摆动机构控制器在控制太阳帆板进行摆动的过程中，实时采样太阳帆板当前角度，直至其摆动至目标角度并停止转动。若摆动过程中出现故障，比如触动到限位开关或发现太阳帆板要摆动出其安全区域时，则停止摆动。
本发明的摆动机构控制器集遥测、遥控、电机驱动多种功能于一身，在能够与星载计算机进行通信的前提下，它可以自行采集太阳帆板的角度信息，自行控制与切换摆动机构的通电及断电，并采用了简单却又可靠的电机驱动方式。摆动机构控制器具有闭环、智能等功效。
摆动机构控制器采用可靠的主备机冷备份设计。此外，它具有独立控制两翼太阳帆板的能力，因此它既可应用于单翼帆板，又可应用于双翼帆板。
Claims (4)
1.一种摆动机构控制器，其特征在于，包括中央处理模块、第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块、遥测采样模块、系统状态遥测模块以及电源处理模块；其中，
所述的遥测采样模块用于采集摆动机构的信息，并将所采集到的信息传输到所述中央处理模块；所述的中央处理模块从外部接收指令，根据所述指令以及所采集到的摆动机构的信息，向所述第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块发出控制信号；所述第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块根据所述控制信号对所述摆动机构进行控制；所述遥控切换模块用来控制所述第一绕组驱动模块和第二绕组驱动模块的通电与断电；所述系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集；所述电源处理模块用来向上述模块提供电能。
2.根据权利要求1所述的摆动机构控制器，其特征在于，所述的中央处理模块包括单片机、程序存储器、RS422通信接口芯片、串并转换芯片、看门狗电路；其中，所述的单片机通过串并转换芯片与RS422通信接口芯片连接到外部的计算机，所述单片机还分别与程序存储器、看门狗电路连接。
3.根据权利要求1所述的摆动机构控制器，其特征在于，所述的绕组驱动模块包括驱动前缀与功率部分，其中，所述驱动前缀采用半桥驱动，而所述功率部分采用H桥电路来驱动。
4.根据权利要求1所述的摆动机构控制器，其特征在于，所述的遥控切换模块包括译码器、反相电路、译码芯片、驱动线路开关；其中，由所述中央处理模块发出的遥控指令经由译码器、反相电路、译码芯片译码后生成开关驱动指令，根据所述开关驱动指令控制驱动线路开关的断开与闭合。
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|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103592908A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-02-19 | 中国运载火箭技术研究院 | 一种基于1553b总线的飞行器一体化测试系统 |
| CN104477412A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-04-01 | 上海卫星工程研究所 | 电控隔热屏在轨控制方法 |
| CN104743100A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-07-01 | 北京航天自动控制研究所 | ×型配置执行机构故障情况下飞行器控制作用重分配方法 |
| CN103176482B (zh) * | 2013-03-01 | 2016-03-16 | 上海卫星工程研究所 | 用于飞行器的电控隔热屏控制器 |
| CN107017702A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-08-04 | 莱诺斯科技（北京）股份有限公司 | 一种基于卫星地面测试的动态供电系统 |
| CN110687886A (zh) * | 2019-09-16 | 2020-01-14 | 上海航天控制技术研究所 | 一种摆动式帆板驱动系统的故障诊断与重构方法 |
| CN113084806A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 德氪微电子(深圳)有限公司 | 一种机械手活动控制方法及其系统 |
| CN115826554A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-03-21 | 北京控制工程研究所 | 一种具有双联电位器帆板倾斜机构的故障诊断方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1148836A (zh) * | 1994-03-30 | 1997-04-30 | 法国国家太空研究中心 | 装有磁矩和空气动力矩发生器的人造卫星及该卫星的控制方法 |
| US6298289B1 (en) * | 1999-04-24 | 2001-10-02 | The Boeing Company | Integrated spacecraft control system and method |
| JP2002096282A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-04-02 | Toshiba Corp | 遠隔操作システム |
| CN201364500Y (zh) * | 2009-03-16 | 2009-12-16 | 王洪玉 | 太阳能电池追光装置 |
| CN101697083A (zh) * | 2009-09-21 | 2010-04-21 | 杭州六易科技有限公司 | 一种太阳能光照角度自动调节器 |
| CN101782745A (zh) * | 2009-05-05 | 2010-07-21 | 南京帅瑞科技有限公司 | 太阳光聚光器控制系统 |
-
2011
- 2011-11-15 CN CN201110362394.1A patent/CN102514736B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1148836A (zh) * | 1994-03-30 | 1997-04-30 | 法国国家太空研究中心 | 装有磁矩和空气动力矩发生器的人造卫星及该卫星的控制方法 |
| US6298289B1 (en) * | 1999-04-24 | 2001-10-02 | The Boeing Company | Integrated spacecraft control system and method |
| JP2002096282A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-04-02 | Toshiba Corp | 遠隔操作システム |
| CN201364500Y (zh) * | 2009-03-16 | 2009-12-16 | 王洪玉 | 太阳能电池追光装置 |
| CN101782745A (zh) * | 2009-05-05 | 2010-07-21 | 南京帅瑞科技有限公司 | 太阳光聚光器控制系统 |
| CN101697083A (zh) * | 2009-09-21 | 2010-04-21 | 杭州六易科技有限公司 | 一种太阳能光照角度自动调节器 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103176482B (zh) * | 2013-03-01 | 2016-03-16 | 上海卫星工程研究所 | 用于飞行器的电控隔热屏控制器 |
| CN103592908A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-02-19 | 中国运载火箭技术研究院 | 一种基于1553b总线的飞行器一体化测试系统 |
| CN103592908B (zh) * | 2013-10-16 | 2015-11-04 | 中国运载火箭技术研究院 | 一种基于1553b总线的飞行器一体化测试系统 |
| CN104477412A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-04-01 | 上海卫星工程研究所 | 电控隔热屏在轨控制方法 |
| CN104477412B (zh) * | 2014-11-21 | 2017-04-12 | 上海卫星工程研究所 | 电控隔热屏在轨控制方法 |
| CN104743100A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-07-01 | 北京航天自动控制研究所 | ×型配置执行机构故障情况下飞行器控制作用重分配方法 |
| CN107017702A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-08-04 | 莱诺斯科技（北京）股份有限公司 | 一种基于卫星地面测试的动态供电系统 |
| CN110687886A (zh) * | 2019-09-16 | 2020-01-14 | 上海航天控制技术研究所 | 一种摆动式帆板驱动系统的故障诊断与重构方法 |
| CN110687886B (zh) * | 2019-09-16 | 2020-11-03 | 上海航天控制技术研究所 | 一种摆动式帆板驱动系统的故障诊断与重构方法 |
| CN113084806A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 德氪微电子(深圳)有限公司 | 一种机械手活动控制方法及其系统 |
| CN115826554A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-03-21 | 北京控制工程研究所 | 一种具有双联电位器帆板倾斜机构的故障诊断方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102514736B (zh) | 2014-12-24 |
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