CN107992097B - 一种实现在轨太阳精密跟踪的系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种实现在轨太阳精密跟踪的系统。该系统包括控制单元，用于反馈所获取的太阳的角度数据的对日角度反馈模块，且对日角度反馈模块包括用于接收控制单元的驱动信号而工作的旋转变压器，用于实现闭环实时跟踪在轨太阳的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块，且在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括采用恒流斩波细分方式控制的步进电机。本发明实施例的系统基于旋转变压器和恒流斩波细分控制方式，通过闭环控制实现了在轨太阳角度精密反馈和二维跟踪机构步距角精细调整，进而实现了在轨太阳跟踪精密测量。

Description

一种实现在轨太阳精密跟踪的系统

技术领域

本发明涉及太阳辐射测量的技术领域，具体涉及一种实现在轨太阳精密跟踪的系统。

背景技术

精确定位太阳的方位、实时对日精密跟踪及长时间进行太阳辐照度测量是太阳辐射测量领域中核心的研究课题。传统的太阳辐射测量的技术手段大多利用卫星的粗指向进行大体定位，再根据太阳敏感器读取对日观测的角度值。当观测角度满足要求时，进行观测；当观测角度出视场时，停止观测。而且，由于太阳辐射测量容易受到视场外杂散光的影响，这种传统的跟踪测量方式通常采用窄视场角测量方式。这种传统的跟踪测量方式不仅跟踪精度低，且吸收腔温完全稳定需要一定时间，且每轨连续测量时间也很有限，因此，很难获取大量有效数据。

目前，载荷仪器主动对日跟踪成为一种行之有效的新方式。载荷仪器主动对日跟踪包括两个核心技术：一时实现对日角度的精密反馈；二是实现二维跟踪机构精细调整步距角。对日角度的精密反馈可以读取太阳敏感器数据，但是太阳敏感器为航天测量中单点关键部件，在发生故障时需要有备份测量方案。根据卫星提供的在轨太阳矢量角度数据可以换算出对应的太阳高度角，但是，这种换算的精度有限。在轨二维跟踪机构的步距调整，通常采用步进电机和减速器配合的方式。传统的步进电机的驱动方式包括三种：单电压驱动，这种驱动方式需要额外的功耗、电源效率低且功耗高；高低压切换驱动，这种驱动方式在高低压切换时电流波形会下凹，动态性能差、输出力矩低且运行不平稳；恒流斩波闭环控制驱动方式，这种驱动方式的线圈电流基本保持在给定的电流值附件，在低频时有恒矩输出、高频运行性能好且动态响应快、带负载能力强。但是，这种驱动方式还是无法克服步进电机运行过程中严重的振荡问题。

因此，针对现有的载荷仪器主动对日跟踪技术所存在的问题，需要提供一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，该系统分别从对日角度的精密反馈和二维跟踪机构精细调整步距角的两个方向进行调整，从而解决现有载荷仪器主动对日跟踪技术的精度低问题。

发明内容

针对现有的载荷仪器主动对日跟踪技术所存在的问题，本发明实施例提出一种实现在轨太阳精密跟踪的系统。本发明实施例所提供的实现在轨太阳精密跟踪的系统基于旋转变压器和恒流斩波细分控制方式，通过闭环控制实现了在轨太阳角度精密反馈和二维跟踪机构步距角精细调整，进而实现了在轨太阳跟踪精密测量。

该实现在轨太阳精密跟踪的系统的具体方案如下：一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，包括控制单元，用于输出驱动信号；对日角度反馈模块，与所述控制单元连接，接收所述控制单元的驱动信号并反馈所获取的太阳的角度数据；所述对日角度反馈模块包括旋转变压器，所述旋转变压器接收所述控制单元的驱动信号而工作；在轨二维跟踪机构的步距角调整模块，与所述控制单元连接，接收所述控制单元的驱动信号并实现闭环实时跟踪在轨太阳；所述在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括步进电机，所述步进电机的驱动方式采用基于斩波恒流的细分方式。

优选地，所述对日角度反馈模块还包括励磁信号生成模块、功率放大及滤波模块、粗通道解码模块和精通道解码模块。

优选地，所述控制单元的驱动信号经过所述励磁信号生成模块和功率放大及滤波模块，驱动所述旋转变压器工作；所述粗通道解码模块和所述精通道解码模块分别读取所述旋转变压器的角度数据，并对所述角度数据进行融合获取太阳的角度数据。

优选地，所述励磁信号生成模块采用数字方法生成固定频率的正弦波，具体的表达式如公式1所示：

公式1：R1-R2＝E₀sinωt

其中，R1-R2是正弦信号激励初级绕组，w是激励信号频率，E₀是激励信号幅度。

优选地，所述精通道解码模块的角分辨率为0.02’，所述粗通道解码模块的角分辨率为0.4’。

优选地，所述旋转变压器包括定子结构和转子结构，当所述转子结构旋转θ角，激励所述定子结构产生采样信号，所述采样信号的表达式如公式2和公式3所示：

公式2：S3-S1＝T×E₀sinωt×sinθ

公式3：S4-S2＝T×E₀sinωt×cosθ

其中，S3-S1是正弦信号，S4-S2是余弦信号，θ是轴角，T是所述旋转变压器的转换比，w是激励信号频率，E₀是激励信号幅度。

优选地，所述在轨二维跟踪机构的步距角调整模块还包括细分输出模块和恒流闭环控制模块。

优选地，所述细分输出模块与所述控制单元连接，用于输出细分电压；所述恒流闭环控制单元的输入包括所述细分输出模块的输出信号以及所述步进电机的反馈信号，所述恒流闭环控制模块的输出信号输出至步进电机，用于实现步进电机的恒流工作。

优选地，所述对日角度反馈模块包括滚动方向的对日角度反馈模块和偏航方向的对日角度反馈模块。

优选地，所述在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括滚动方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块和偏航方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供一种实现在轨太阳精密跟踪的系统。该系统采用旋转变压器作为对日角度的反馈，且通过粗通道和精通道分别采用，进行数据融合得到高精度的角度数据，大幅度地提升了角分辨率。该系统还采用恒流斩波细分控制方式控制步进电机，实现在轨跟踪过程中电流恒定输出，通过细分步距角的方式有效地降低了步进电机的高频或低频噪声，保证了运行的可靠性和跟踪的精确性。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种实现在轨太阳精密跟踪系统的模块示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种励磁信号生成模块中激励信号生成电路示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种旋转变压器的结构原理示意图；

图4为图3所示实施例中基于旋转变压器的角度反馈的原理示意图；

图5为本发明实施例中提供的粗通道模块和精通道模块的数据误差示意图；

图6为图5所示实施例中提供的一种精通道模块和粗通道模块的数据融合示意图；

图7为本发明实施例中提供的一种恒流斩波细分方式的反馈闭环控制设计模块示意示意图；

图8为本发明实施例中提供的一种步进电机距角64细分及合成效果示意图；

图9为本发明实施例中提供的一种步进电机增加方向控制后的输出效果示意图。

附图中的标记说明：

1000、实现在轨太阳精密跟踪系统 100、控制单元

220、第一细分输出模块 230、第一主备电源切换模块

240、第一方向控制单元 250、第一恒流闭环控制单元

260、偏航方向步进电机 320、第一精通道解码模块

330、第一功率放大及滤波模块 340、第一励磁信号生成模块

350、第一粗通道解码模块 360、偏航方向旋转变压器

420、第二细分输出模块 430、第二主备电源切换模块

440、第二方向控制单元 450、第二恒流闭环控制单元

460、滚动方向步进电机 520、第二精通道解码模块

530、第二功率及滤波模块 540、第二励磁信号生成模块

550、第二粗通道解码模块 560、滚动方向旋转变压器

251、第一比较器 253、单稳态触发器

257、电压基准 255、第二比较器

254、电流反馈电路 252、放大调整电路

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例中提供的一种实现在轨太阳精密跟踪系统的模块示意图。在该实施例中，实现在轨太阳精密跟踪系统1000基于旋转变压器和恒流斩波细分控制方式，通过闭环控制实现了在轨太阳角度精密反馈和二维跟踪机构步距角精细调整，进而实现了在轨太阳跟踪精密测量。实现在轨太阳精密跟踪系统1000包括用于输出驱动信号的控制单元100，与控制单元100连接的对日角度反馈模块，以及与控制单元100连接的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块。在该实施例中，控制单元100可选用FPGA芯片作为控制器。

对日角度反馈模块接收控制单元100的驱动信号并反馈所获取的太阳的角度数据。在该实施例中，对日角度反馈模块包括接收控制单元100的驱动信号而工作旋转变压器。在轨二维跟踪机构的步距角调整模块接收控制单元100的驱动信号并实现闭环实时跟踪在轨太阳。在该实施例中，在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括步进电机，步进电机的驱动方式采用基于斩波恒流的细分方式控制步进电机驱动。

在该实施例中，实现在轨太阳精密跟踪系统1000包括滚动方向和偏航方向两个维度，两个维度配合以完成太阳位置的捕获和追踪。对日角度反馈模块包括滚动方向的对日角度反馈模块和偏航方向的对日角度反馈模块。继续参考图1，滚动方向的对日角度反馈模块具体包括第二功率放大及滤波模块530，第二励磁信号生成模块540、滚动方向旋转变压器560、第二粗通道解码模块550和第二精通道解码模块520；偏航方向的对日角度反馈模块具体包括第一功率放大及滤波模块330，第一励磁信号生成模块340、偏航方向旋转变压器360、第一粗通道解码模块350和第一精通道解码模块320。在该实施例中，滚动方向的对日角度反馈模块和偏航方向的对日角度反馈模块的具体结构及工作原理都类似，该段模块命名中的第一和第二仅是为了区分功能模块是应用在偏航方向还是滚动方向，并不表示功能模块内部结构或工作原理的不同。因此，本文不再单独分别介绍，只以功能模块作为总体介绍，下文阐述各个功能模块时，会将相应模块的“第一”和“第二”进行省略。

在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括滚动方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块和偏航方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块。继续参考图1，滚动方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括第二细分输出模块420、第二恒流闭环控制模块450、第二方向控制模块440、第二主备电源切换模块430和滚动方向的步进电机460；偏航方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括第一细分输出模块420、第一恒流闭环控制模块450、第一方向控制模块440、第一主备电源切换模块430和偏航方向的步进电机460。在该实施例中，滚动方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块和偏航方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块的具体结构及工作原理都类似，该段模块命名中的第一和第二仅是为了区分功能模块是应用在偏航方向还是滚动方向，并不表示功能模块内部结构或工作原理的不同。因此，本文不再单独分别介绍，只以功能模块作为总体介绍，会将相应模块的“第一”和“第二”进行省略。

如图2所示，为本发明实施例中提供的一种励磁信号生成模块中激励信号生成电路示意图。在该实施例中，励磁信号生成模块采用数字方法生成固定频率的正弦波，通过控制单元100控制数模转换模块(DA)生成固定频率为w的正弦波，正弦波的具体表达式如公式1所示：

R1-R2＝E₀sinωt (公式1)

其中，R1-R2是正弦信号激励初级绕组，w是激励信号频率，E₀是激励信号幅度。

正弦波信号经过功率放大及滤波模块后，驱动旋转变压器工作。功率放大及滤波模块可以对正弦波进行功率放大和滤波去噪，使得驱动信号更好地满足旋转变压器工作。在该实施例中，控制单元100同步控制滚动方向和偏航方向的励磁信号生成，从而有效地进行功耗分配且提高系统的可靠性。

如图3所示，为本发明实施例中提供的一种旋转变压器的结构原理示意图。旋转变压器包括定子结构和转子结构，当所述转子结构旋转θ角，激励定子结构产生采样信号，采样信号包括余弦信号S4-S2和正弦信号S3-S1，其具体的表达式如公式2和公式3所示：

S3-S1＝T×E₀sinωt×sinθ (公式2)

S4-S2＝T×E₀sinωt×cosθ (公式3)

其中，S3-S1是正弦信号，S4-S2是余弦信号，θ是轴角，T是旋转变压器的转换比，w是激励信号频率，E₀是激励信号幅度。

激励信号R1-R2以及正弦信号S3-S1和余弦信号S4-S2输出信号如图3所示，其中，正弦信号S3-S1在90°和270°时具有最大的幅度，余弦信号S4-S2在0°和180°时具有最大幅度。

如图4所示，为图3所示实施例中基于旋转变压器的角度反馈的原理示意图。旋转变压器通过产生一个输出角φ连续跟踪轴角θ，然后将其反馈并与输入角进行比较。当旋转变压器跟踪位置时，两个角度之间的误差最小。为了测量误差，将正弦和余弦输入分别乘以cos(φ)和sin(φ)，如公式4和公式5所示：

然后，求两者之差：

经过滤波后，最后得到合成基准解调信号

对于较小的角度误差，可以令

旋转变压器的转子误差和旋转变压器的数字角度输出之差即为

在跟踪环路消除了误差信号，完成该操作后，φ即等于旋转角θ。

由于20位旋转变压器的解调芯片的抗辐射指标不符合航天规范要求，在该实施例中，系统1000只能采用16位的旋转变压器。16位旋转变压器对应的角分辨率只有0.4’，为了进一步提升旋转变压器的在轨跟踪精度，在该实施例中，系统1000通过同事进行16位粗通道和16位精通道采样，且将采样数据进行融合而得到0.02’的角分辨率。

如图5所示，为本发明实施例中提供的粗通道模块和精通道模块的数据误差示意图。在该实施例中，精通道解码模块将360°等分为16等份、满量程为22.5°、角度分辨率0.02′，粗通道解码模块的满量程为360°、角分辨率为0.4′。理论上，粗通道解码模块和精通道解码模块的采样度数高度应当是一致的，精通道解码模块的满量程进位时对应的粗通道解码模块也有相应位置的码值调整。然而，在实际硬件在高速采样过程中，二者不可避免的缺存在一定的延时误差△φ。如图6所示，合成后的码值15bit-4bit并不完全一致，二者有一个码值的滞后，因此，需要进行数据融合处理。数据融合处理的处理方式如表一所示：

表一：数据融合处理的处理方式

在该实施例中，细分输出模块与控制单元连接，用于输出细分电压；恒流闭环控制单元的输入包括所述细分输出模块的输出信号以及所述步进电机的反馈信号，所述恒流闭环控制单元的输出信号输出至步进电机，用于实现步进电机的恒流工作。

如图7所示，本发明实施例中提供的一种恒流斩波细分方式的反馈闭环控制设计模块示意示意图。在该实施例中，第一恒流闭环控制模块250包括第一比较器251、单稳态触发器253、第二比较器255、电流反馈电路254和放大调整电路252。其中，第一比较器251的输出端与单稳态触发器253的输入端连接，第二比较器255的第一输入端连接单稳态触发器253的输出端，第二比较器255的第二输入端输入电压基准257，第二比较器255的输出端连接偏航方向步进电机260，偏航方向步进电机260通过电流反馈电路254将反馈信号输入至放大调整电路252，放大调整电路252的输出端连接第一比较器251的第二输入端。

偏航方向步进电机260采用恒流控制，有效地保证偏航方向步进电机260的X相和Y相的合成工作电流的稳定性。在该实施例中，控制单元100通过输入输出口(IO)控制数模转换芯片地址寄存器、写使能信号和数据线，每隔3ms更新一次X方向和Y方向的输出电压值。X方向和Y方向的电压通过闭环负反馈回路达到稳定，最终实现X向和Y向的输出电流实时更新，两相合成达到恒流输出。

在该实施例中，偏航方向步进电机260包括用于驱动步进电机运转的驱动芯片，驱动芯片具体可采用LMD18200驱动芯片。闭环反馈回路为从步进电机的驱动芯片LMD18200的电流反馈端通过RC电路回路，将采样电流转化为采样电压值，反馈回前级比较器与输入信号做差，具体闭环控制步骤流程如下所述：

步骤S1：电机刚上电时，步进电机的X相输出电流为0。

步骤S2：此时，通过驱动芯片(LMD18200)的采样电流为0，RC采样回路的采样电压也为0。

步骤S3：此时，第一细分输出模块220的输出电压大于采样电压值，由第一比较器251电压比较器输出为高电平。在该实施例中，第一比较器251采用LM139组成。

步骤S4：经过单稳态触发器253输出低电平。

步骤S5：单稳态触发器253输出的低电平与基准电压257经过第二比较器255比较后，输出为高电平。

步骤S6：第二比较器255输出高电平，驱动偏航方向步进电机260以大电流满功率运行。

步骤S7：偏航方向步进电机260以大电流运行，电流采样回路的采样电流和采样电压相应地变大。

步骤S8：当采样电压逐渐增加到大于第一细分输出模块220的输出电压时，第一电压比较器251的输出由高电平变为低电平。

步骤S9：第一比较器251输出的下降脉冲信号，输入至单稳态触发器253，输出变为暂态高电平，经过T＝RC的充电延迟时间后，输出再变为稳态低电平。

步骤S10：单稳态触发器253在输出高电平期间，与基准电压257经过第二比较器255的比较后，第二比较器255输出低电平。

步骤S11：此时，步进电机的驱动芯片输出电流为0，偏航方向步进电机260停止工作，直到单稳态触发器253的输出变为稳态。循环地进入步骤S1。在该实施例中，通过控制第一细分输出模块220的电压值，在周期3ms内，在电压64细分调整下，循坏往复，实现X向输出闭环控制，偏航方向步进电机260的实际工作电流严格符合控制单元10的设置值。

恒流闭环控制模块的闭环反馈表达式，具体如公式6至公式8所示：

V_DA-SET＝I_sample×R_sample (公式7)

I_sample＝I_x×377(μA/A) (公式8)

其中，D_DA-SET为数模转换器的实际设置值，D_DA-ref为参考电压对应的数模转换器的设置码值，V_ref为数模转换器的参考电压，V_DA-SET为数模转换器的输出电压值，I_sample为步进电机的采样电流值，R_sample为电流采样电阻，I_x为步进电机在X相的工作电流。

传统的步进电机控制方法多采用四相八拍的方式，X相和Y相合成后的电流矢量大小发生较大波动，影响电机在轨平稳运行；同时步距角过大，达不到精确跟踪的要求，还需要增加减速器等结构部件。步进电机的恒流驱动保证了应用至在轨运行的稳定可靠，转角细分设计则可以做到更小的步距角和更精确的跟踪。如图8所示，在该实施例中，步进电机的步距角采用1.8°，经过64细分后，FPGA控制的每个步距转动角度仅为1.68′，具体计算表达式如公式9所示：

上述恒流闭环控制及步距角细分以偏航方向作为实例阐述，如上文及附图所示，本领域技术人员根据偏航方向的在轨跟踪机构的步距角调整模块可推理实现滚动方向的在轨跟踪机构的步距角调整模块。如图9所示，控制单元100同步于X相和Y相电流的输出时序，控制驱动芯片(LMD18200)的方向切换，实现步进电机的转角输出连续变化，确保在轨精密跟踪连续观测。

在该实施例中，在轨二维跟踪机构的步距角调整模块还包括方向控制模块和主备电源切换模块。主备电源切换模块主要用于实现步进电机的通断电以及用于完成主份控制回路和备份控制回路的切换。主备电源切换模块的第一端与控制单元100连接，主备电源切换模块的第二端与步进电机连接。方向控制模块的第一端与控制单元100连接，方向控制模块的第二端与步进电机连接。方向控制模块用于控制步进电机在滚动维度和偏航维度的运行方向的。在该实施例中，数模转换器直接输出的步进电机细分步距角，在相电流输出极大值处存在拐点，无法实现相邻周期的平稳过渡。方向控制模块通过控制转动方向可实现相邻周期得连续平稳转动。

本发明实施例提供了一种实现在轨太阳精密跟踪的系统。该系统采用旋转变压器作为角度反馈，并且通过粗通道解码模块和精通道解码模块的分别采样，并进行数据融合处理获得了20位的角度数据，从而大幅提升了在轨太阳精密跟踪系统的角分辨率。本发明实施例的系统通过数字电路方法生成励磁信号，并且在滚动方向和偏航方向独立地实现功率输出，从而大幅提升了励磁信号精度和可靠性。本发明实施例所提供的系统在跟踪技术上采用了恒流斩波细分的步进电机控制方法，实现了在轨跟踪过程中的电流恒定输出，64细分的精细步进跟踪，从而降低了步进电机的高频和低频噪声，保证了在轨系统的平稳可靠运行，且能以更精细的步距角进行跟踪。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，其特征在于，所述系统包括：

控制单元，用于输出驱动信号；

对日角度反馈模块，与所述控制单元连接，接收所述控制单元的驱动信号并反馈所获取的太阳的角度数据；所述对日角度反馈模块包括旋转变压器，所述旋转变压器接收所述控制单元的驱动信号而工作；

在轨二维跟踪机构的步距角调整模块，与所述控制单元连接，接收所述控制单元的驱动信号并实现闭环实时跟踪在轨太阳；所述在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括步进电机，所述步进电机的驱动方式采用基于斩波恒流的细分方式；

所述在轨二维跟踪机构的步距角调整模块还包括细分输出模块和恒流闭环控制模块；

所述细分输出模块与所述控制单元连接，用于输出细分电压；所述恒流闭环控制模块的输入包括所述细分输出模块的输出信号以及所述步进电机的反馈信号，所述恒流闭环控制模块的输出信号输出至步进电机，用于实现步进电机的恒流工作；

恒流闭环控制模块的闭环反馈表达式：

V_DA-SET＝I_sample×R_sample (公式7)

I_sample＝I_x×377(μA/A) (公式8)

其中，D_DA-SET为数模转换器的实际设置值，D_DA-ref为参考电压对应的数模转换器的设置码值，V_ref为数模转换器的参考电压，V_DA-SET为数模转换器的输出电压值，I_sample为步进电机的采样电流值，R_sample为电流采样电阻，I_x为步进电机在X相的工作电流；

恒流闭环控制单元包括第一恒流闭环控制模块包括第一比较器、单稳态触发器、第二比较器、电流反馈电路和放大调整电路；

其中，第一比较器的输出端与单稳态触发器的输入端连接，第二比较器的第一输入端连接单稳态触发器的输出端，第二比较器的第二输入端输入电压基准，第二比较器的输出端连接偏航方向步进电机，偏航方向步进电机通过电流反馈电路将反馈信号输入至放大调整电路，放大调整电路的输出端连接第一比较的第二输入端。

2.根据权利要求1所述的一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，其特征在于，所述对日角度反馈模块还包括励磁信号生成模块、功率放大及滤波模块、粗通道解码模块和精通道解码模块。

3.根据权利要求2所述的一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，其特征在于，所述控制单元的驱动信号经过所述励磁信号生成模块和功率放大及滤波模块，驱动所述旋转变压器工作；所述粗通道解码模块和所述精通道解码模块分别读取所述旋转变压器的角度数据，并对所述角度数据进行融合获取太阳的角度数据。

4.根据权利要求2所述的一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，其特征在于，所述励磁信号生成模块采用数字方法生成固定频率的正弦波，具体的表达式如公式1所示：

公式1：R1-R2＝E₀sinωt

其中，R1-R2是正弦信号激励初级绕组，w是激励信号频率，E₀是激励信号幅度。

5.根据权利要求2所述的一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，其特征在于，所述精通道解码模块的角分辨率为0.02’，所述粗通道解码模块的角分辨率为0.4’。

6.根据权利要求1所述的一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，其特征在于，所述旋转变压器包括定子结构和转子结构，当所述转子结构旋转θ角，激励所述定子结构产生采样信号，所述采样信号的表达式如公式2和公式3所示：

公式2：S3-S1＝T×E₀sinωt×sinθ

公式3：S4-S2＝T×E₀sinωt×cosθ

其中，S3-S1是正弦信号，S4-S2是余弦信号，θ是轴角，T是所述旋转变压器的转换比，w是激励信号频率，E₀是激励信号幅度。

7.根据权利要求1所述的一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，其特征在于，所述对日角度反馈模块包括滚动方向的对日角度反馈模块和偏航方向的对日角度反馈模块。

8.根据权利要求1所述的一种实现在轨太阳精密跟踪的系统，其特征在于，所述在轨二维跟踪机构的步距角调整模块包括滚动方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块和偏航方向的在轨二维跟踪机构的步距角调整模块。

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