CN104097790B - 一种航天器操纵机构调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航天器操纵机构调试方法，其包括机械调试和电气调试，主要用于解决现有技术中的机械调试工艺复杂、操作难度大，操作时间长，电气调试的精度不高，效率低的技术问题。使用本发明的调试方法后，机械调试方面：调试工艺简单易懂，且操作简单，不用连接电缆，给舵机加电，节省了操作时间，调整一步到位，无需反复调整，大大缩短了调试时间。电气调整方面：将舵面稳定在一定角度上，不需偏转，反馈电压稳定，精度高。不需给电机供电，所以不仅不存在电机超过调试时间不能立即进行调节问题，而且还可以延长舵机使用寿命。

Description

一种航天器操纵机构调试方法

技术领域

本发明涉及航天器技术领域，尤其涉及一种航天器操纵机构调试方法。

背景技术

航天器操纵机构的作用是执行航天器的稳定和控制指令，确保航天器按预定的弹道飞行。操纵机构的调试是指在操纵机构装弹后，给舵机输入控制指令，通过调整舵机的执行机构，使舵面偏转角度满足技术指标的要求。

操纵机构的运动原理为：舵通过摇臂1＇及接杆2＇与舵机作动筒3＇中的活塞杆4＇相连，当弹载计算机把控制信号传给相应的制导回路，舵机上的伺服机构动作，液体压力推动舵机作动筒3＇中的活塞杆4＇平移，带动接杆2＇、摇臂1＇、使舵面偏转，将舵机作动筒3＇的活塞杆4＇的线位移转变为舵面的偏转运动，形成航天器运动的控制力。参阅图1所示，点A、B、C为活塞杆4＇接头与接杆2＇的连接点，AC为活塞杆4＇运动轨迹；点D、E、F为接杆2＇与摇臂1＇的连接点，弧DF为舵偏角运动轨迹；δmax+与δmax-为正负最大舵偏角。当活塞杆4＇接头依次运动到A、B、C三点时，接杆2＇与摇臂1＇的连接点分别运动到D、E、F，对应的舵偏角为“δmax+”、“0”、“δmax-”。

现有技术中的操纵机构调试包括机械调试和电气调试两部分，机械调试过程参阅图2所示，(1)、用专用电缆将舵机调试台5＇、舵机6＇、大功率开关电源7＇连接好，设置好舵机调试台5＇的初始开关。(2)、接通大功率开关电源7＇和舵机调试台5＇，给舵机6＇提供调试电源电压和正的最大控制信号输入电压，舵面偏转直至不动为止，断开大功率开关电源7＇和舵机调试台5＇，用手向转角增大方向扳动舵面到最大机械偏角，读取舵面偏转角度δ+。(3)、接通大功率开关电源7＇和舵机调试台5＇，给舵机6＇提供调试电源电压和负的最大控制信号输入电压，舵面偏转直至不动为止，断开大功率开关电源和舵机调试台，用手向转角增大方向扳动舵面到最大机械偏角，读取舵面偏转角度δ-。(4)、用专用扳手调节舵机6＇的活塞杆，然后重复步骤(2)、(3)，使调整后的最大机械舵偏角满足：-0.2°≤︳δ+︳-︳δ-︳≤+0.2°(5)、接通大功率开关电源7＇和舵机调试台5＇，给舵机6＇提供调试电源电压和零控制信号电压，使舵机偏角为0±0.2°。断开大功率开关电源和舵机调试台，紧固活塞杆连接头处的锁紧螺母。(6)重复步骤(2)、(3)条，再一次检查正负最大机械偏角的对称性，如果不满足要求，先松开连接头处的锁紧螺母，然后重复上述操作继续调整。

现在技术中的机械调试的缺点在于：①使舵面偏转到最大机械角方面：a.调试工艺复杂、操作难度大。b.需要连接电缆，给舵机加电，操作时间长。c.安全性差，当机构有阻滞时，不能对舵机起到预防保护作用。②调整方面：没有最大机械角参考值，需反复调整，调试时间长。

电气调试过程为：(1)用专用电缆将舵机调试台、舵机、大功率开关电源连接好，设置好舵机调试台的初始开关。(2)接通大功率开关电源和舵机调试台，查看舵偏角是否为“0”，如果不为“0”，调整舵机电位计的调整螺钉，使舵偏角为“0”。(3)给舵机供电并输入正负1V控制电压，察看舵偏角δ+和δ-，当︳δ+δ-︳/2≤0.2°时，调整结束。(4)重复(3)条，再检查一次电气零位，如果不满足要求，重复步骤(2)操作直到满足要求为止。(5)调整结束，断开舵机调试台电源和舵机电源。

现在技术中的电气调试方法的缺点在于：(1)在调节过程中察看舵偏角的变化，当舵偏角为零时停止调节。但由于在舵机供电情况下，舵面偏转有微小振幅，本身舵偏角又是微调，所以调节比较费时，一时很难到位，精度不高。(2)必须是一人调节电位计，一人报舵偏角，对调节电位计的人员来说，不直观，不方便。(3)在给舵机的电机供电的情况下进行，电机有一次通电时间要求，且比较短，一般为100s。当调试超过这个时间，需停止电机供电，休息20min后才能继续进行调节,这大大降低了调试效率。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种调试效率高、精度高的航天器操纵机构调试方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的航天器操纵机构调试方法，其包括机械调试和电气调试，

所述机械调试包括以下步骤：

S1、用手分别向正方向和负方向扳动舵面扳至最大机械偏角，分别读取正向舵偏角δmax+和负向舵偏角δmax-，

S2、调节舵机活塞杆长度，使所述活塞杆运行至最大限位处满足：|δmax-|＝(|δmax+|+|δmax-|)/2，

S3、依次循环执行步骤S1、步骤S2，直至检查最大正、负机械舵偏角满足对称性条件，

S4、用手将舵面扳至零位，紧固所述活塞杆连接头处的锁紧螺母，

S5、返回步骤S1，检查正、负最大机械舵偏角是否满足对称性条件，如果不满足，则松开所述锁紧螺母，返回步骤S2继续调整；

所述电气调试包括以下步骤：

S10、用手将舵面扳至零位，接通舵机调试台，调节反馈电位计，使舵机调试台上的舵机反馈电压为0V，

S11、由舵机调试台给舵机输入0V电压，

S12、察看舵偏角,若为0,不需调整；若舵偏角为δ+，则手动将舵面扳至δ-，若舵偏角为δ-，将手动将舵面扳至δ+，然后调节所述反馈电位计，使舵机调试台上的舵机反馈电压为0V，

S13、给所述舵机供电，并给舵机输入+1V、0V和-1V控制电压，察看+1V和-1V时的舵偏角δ+和δ-，当︳(δ+)+(δ-)︳/2≤0.2°时，调整结束，否则返回步骤S10。

进一步地，所述步骤S3中，最大正、负机械舵偏角满足对称性条件为：-0.2°≤|δmax+|-|δmax-|≤+0.2°。

本发明的机械调试方法优点：(1)使舵面偏转到最大机械角方面：a.调试工艺简单易懂，操作者容易掌握，且操作简单。b.不用连接电缆，给舵机加电，节省了操作时间。c.安全可靠，当机构有阻滞时，对舵机能起到预防保护作用，同时又大大减少舵机的供电次数。(2)、调整方面：有最大机械角参考值，调整一步到位，无需反复调整，大大缩短了调试时间。

本发明的电气调试方法优点：(1)该调试方法是将舵面稳定在一定角度上，不需偏转，则不会产生振幅，反馈电压稳定，将反馈电压调节至零很容易做到，精度也高。(2)、该调试方法是调节电位计人员一人完成，一边调节电位计，一边观察反馈电压，方便直观。(3)、该调试方法不需给电机供电，所以不仅不存在电机超过调试时间不能立即进行调节问题，而且还可以延长舵机使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的操纵机构的运动原理图；

图2是现有技术的操纵机构机械、电气调试电缆连接图；

图3是本发明的航天器操纵机构调试方法的电气调试原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明的航天器操纵机构调试方法，其包括机械调试和电气调试，机械调试包括以下步骤：S1、用手分别向正方向和负方向扳动舵面扳至最大机械偏角，分别读取正向舵偏角δmax+和负向舵偏角δmax-，S2、调节舵机活塞杆长度，使活塞杆运行至最大限位处满足：|δmax-|＝(|δmax+|+|δmax-|)/2，S3、依次循环执行步骤S1、步骤S2，直至检查最大正、负机械舵偏角满足对称性条件，S4、用手将舵面扳至零位，紧固活塞杆连接头处的锁紧螺母，S5、返回执行步骤S1，检查正、负最大机械舵偏角是否满足对称性条件，最大正、负机械舵偏角满足对称性条件为：-0.2°≤|δmax+|-|δmax-|≤+0.2°，如果不满足，则松开锁紧螺母，返回步骤S2继续调整；

电气调试包括以下步骤：S10、用手将舵面扳至零位，接通舵机调试台，调节反馈电位计，使舵机调试台上的舵机反馈电压为0V，S11、由舵机调试台给舵机输入0V电压，S12、察看舵偏角,若为0,不需调整；若舵偏角为δ+，则手动将舵面扳至δ-，若舵偏角为δ-，将手动将舵面扳至δ+，然后调节反馈电位计，使舵机调试台上的舵机反馈电压为0V，S13、给舵机供电，并给舵机输入+1V、0V和-1V控制电压，察看+1V和-1V时的舵偏角δ+和δ-，当︳(δ+)+(δ-)︳/2≤0.2°时，调整结束，否则返回步骤S10。

参阅图3所示，本发明的电气调试的原理如下：舵偏角经反馈电位计1形成的反馈电压U_f，舵机输入指令U_i与反馈电压U_f叠加后，经放大器4形成控制指令传给电液伺服阀2，使活塞杆3的位移随U_i的变化而变化，从而控制舵面偏转角度。当控制指令为零时，活塞杆3停止移动，舵面停止偏转。对于同一个舵机的同一个控制回路，舵机输入指令U_i，当舵面停止偏转时，将会对应一个U_f值，且不同的U_i值对应不同的U_f值。在理想状态下，当U_i为零时，其对应的反馈电压U_f也为零。

本发明的电气调试方法的调整过程为：将舵面扳至零，调节反馈电位计，使零舵偏角的反馈电压U_f(δ＝0)＝“0”。然后给舵机供电，输入零指令(即U_i为零)。若舵面不偏转(即δ为零)，说明U_f(δ＝0)＝“0”＝U_i＝o调整结束。若舵面偏转(即δ不为零)，需继续调整。此时舵偏角δ的反馈电压为U_f(δ)，断开舵机电源供电，将舵面扳至-δ，则此时的反馈电压U_f(-δ)＝-U_f(δ)＝-U_i＝0。调节反馈电位计，使U_f(-δ)＝“0”，则舵偏角为零时的反馈电压U_f(δ＝0)＝“0”－“-U_i＝0”＝U_i＝0，调整结束。再给舵机供电，输入零及±1V指令确认调整结果。

综上，本发明的机械调试方法优点在于：(1)使舵面偏转到最大机械角方面：a.调试工艺简单易懂，操作者容易掌握，且操作简单。b.不用连接电缆，给舵机加电，节省了操作时间。c.安全可靠，当机构有阻滞时，对舵机能起到预防保护作用，同时又大大减少舵机的供电次数。(2)、调整方面：有最大机械角参考值，调整一步到位，无需反复调整，大大缩短了调试时间。

本发明的电气调试方法优点：(1)该调试方法是将舵面稳定在一定角度上，不需偏转，则不会产生振幅，反馈电压稳定，将反馈电压调节至零很容易做到，精度也高。(2)、该调试方法是调节电位计人员一人完成，一边调节电位计，一边观察反馈电压，方便直观。(3)、该调试方法不需给电机供电，所以不仅不存在电机超过调试时间不能立即进行调节问题，而且还可以延长舵机使用寿命。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种航天器操纵机构调试方法，其特征在于：包括机械调试和电气调试，

所述机械调试包括以下步骤：

S1、用手分别向正方向和负方向扳动舵面扳至最大机械偏角，分别读取正向舵偏角δmax+和负向舵偏角δmax-，

S2、调节舵机活塞杆长度，使所述活塞杆运行至最大限位处满足：|δmax-|＝(|δmax+|+|δmax-|)/2，

S3、依次循环执行步骤S1、步骤S2，直至检查最大正、负机械舵偏角满足对称性条件，

S4、用手将舵面扳至零位，紧固所述活塞杆连接头处的锁紧螺母，

S5、返回步骤S1，检查正、负最大机械舵偏角是否满足对称性条件，如果不满足，则松开所述锁紧螺母，返回步骤S2继续调整；

所述电气调试包括以下步骤：

S10、用手将舵面扳至零位，接通舵机调试台，调节反馈电位计，使舵机调试台上的舵机反馈电压为0V，

S11、由舵机调试台给舵机输入0V电压，

S12、察看舵偏角,若为0,不需调整；若舵偏角为δ+，则手动将舵面扳至δ-，若舵偏角为δ-，将手动将舵面扳至δ+，然后调节所述反馈电位计，使舵机调试台上的舵机反馈电压为0V，

S13、给所述舵机供电，并给舵机输入+1V、0V和-1V控制电压，察看+1V和-1V时的舵偏角δ+和δ-，当︳(δ+)+(δ-)︳/2≤0.2°时，调整结束，否则返回步骤S10。

2.如权利要求1所述的航天器操纵机构调试方法，其特征在于：所述步骤S3中，最大正、负机械舵偏角满足对称性条件为：-0.2°≤|δmax+|-|δmax-|≤+0.2°。