CN112198915B - 卫星双超平台磁浮电驱动温度补偿方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿方法及系统,包括:步骤M1:通过环境温度和FPGA输出的预设电流值,实时计算采样电阻的温度;步骤M2:根据采样电阻的温度计算采样电阻的实时阻值;步骤M3:根据采样电阻的实时阻值调整磁浮作动线圈的电压控制磁浮作动线圈输出稳定的电流。
Description
技术领域
本发明涉及卫星磁浮电驱动技术领域,具体地,涉及一种卫星双超平台磁浮电驱动温度补偿方法及系统。
背景技术
双超卫星技术结构上将卫星分为载荷仓和服务仓,两仓之间采用磁浮作动线圈和永磁体连接,载荷仓姿态的调整通过给磁浮作动线圈加电流,电流在磁场中产生作用力来调整姿态。环境温度变化导致电元器件特性发生改变,影响输出电流的高精度特性,亟需一种应用于磁浮驱动温度补偿方法。
专利文献CN207992859U(申请号:201721902973.X)公开了一种温度补偿基准电压生成电路,包括测温电路以及与其相连的基准电压产生电路,所述测温电路包括顺时针连接的电阻R1、R2、R3和热敏电阻PT1组成的测温电桥;所述电阻R1和R2共同连接至Vcc,电阻R2和热敏电阻PT1共同接地。测温电路由于温度的不同而产生电流的变化,此电流变化传输到基准电压产生电路,能够弥补该基准电压产生电路受温度影响而产生的电流的变化,实现对基准电压产生电路的温度补偿,并且电桥测温灵敏度高,反应快对基准电压产生电路的补偿及时,能尽量的稳定整个电路的电压输出。该专利提供了一种基准电压生成电路的温度补偿技术,但是该方法并未指出在磁浮线圈中产生的功率热引起的温度变化的补偿控制方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿方法及系统。
根据本发明提供的一种双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿方法,包括:
步骤M1:通过环境温度和FPGA输出的预设电流值,实时计算采样电阻的温度;
步骤M2:根据采样电阻的温度计算采样电阻的实时阻值;
步骤M3:根据采样电阻的实时阻值调整磁浮作动线圈的电压控制磁浮作动线圈输出稳定的电流。
优选地,所述步骤M1中环境温度包括:利用环境温度驱动逻辑控制驱动温度传感器,测量环境温度。
优选地,所述步骤M1中FPGA输出的预设电流值包括:主控模块根据来自通信协议的电流输出命令计算电流输出信号送往电流输出驱动逻辑,根据电流输出驱动逻辑得到FPGA输出的预设电流值。
优选地,所述电流输出驱动逻辑接收来自主控模块的电流输出信号,产生控制逻辑电平,并输出到驱动电路中,控制逻辑电平用来控制驱动电路中的数模转换芯片。
优选地,所述步骤M3包括:根据采样电阻的实时阻值,利用主控模块、电流测量驱动逻辑以及测量电路控制磁浮作动线圈的电压,从而控制磁浮作动线圈输出稳定的电流,并将电流值发送到通信协议;
所述采样电阻串联在磁浮作动线圈与驱动电路之间,将实际输出在磁浮作动线圈中的电流转换成电压信号;
所述测量电路由电流测量驱动逻辑驱动,将采样电阻上的电压装换成电平信号送往电流测量驱动逻辑;
所述电流测量驱动逻辑由主控模块控制,产生电平信号驱动测量电路获取采样电阻上的电压。
根据本发明提供的一种双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿系统,包括:
模块M1:通过环境温度和FPGA输出的预设电流值,实时计算采样电阻的温度;
模块M2:根据采样电阻的温度计算采样电阻的实时阻值;
模块M3:根据采样电阻的实时阻值调整磁浮作动线圈的电压控制磁浮作动线圈输出稳定的电流。
优选地,所述模块M1中环境温度包括:利用环境温度驱动逻辑控制驱动温度传感器,测量环境温度。
优选地,所述模块M1中FPGA输出的预设电流值包括:主控模块根据来自通信协议的电流输出命令计算电流输出信号送往电流输出驱动逻辑,根据电流输出驱动逻辑得到FPGA输出的预设电流值。
优选地,所述电流输出驱动逻辑接收来自主控模块的电流输出信号,产生控制逻辑电平,并输出到驱动电路中,控制逻辑电平用来控制驱动电路中的数模转换芯片。
优选地,所述模块M3包括:根据采样电阻的实时阻值,利用主控模块、电流测量驱动逻辑以及测量电路控制磁浮作动线圈的电压,从而控制磁浮作动线圈输出稳定的电流,并将电流值发送到通信协议;
所述采样电阻串联在磁浮作动线圈与驱动电路之间,将实际输出在磁浮作动线圈中的电流转换成电压信号;
所述测量电路由电流测量驱动逻辑驱动,将采样电阻上的电压装换成电平信号送往电流测量驱动逻辑;
所述电流测量驱动逻辑由主控模块控制,产生电平信号驱动测量电路获取采样电阻上的电压。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明消除了由反馈电阻温度变化而引起的反馈测量电流精度不够的问题,提高了磁浮作动线圈的电流输出精度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为磁浮电流控制器功能框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明提供的一种双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿方法,如图1所示,包括:
步骤M1:通过环境温度和FPGA输出的预设电流值,实时计算采样电阻的温度;
步骤M2:根据采样电阻的温度计算采样电阻的实时阻值;
步骤M3:根据采样电阻的实时阻值调整磁浮作动线圈的电压控制磁浮作动线圈输出稳定的电流。
反馈电阻上的电压/反馈电阻的阻值=磁浮作动线圈的电流,如果反馈电阻的阻值变化了,那么磁浮作动线圈的实际输出电流减小,应调整FPGA输出的代表设定的输出在线圈回路上电压的数字量,以此来补偿由于反馈电阻的变化所带来的误差。图中的测量电路实际上采样电阻上的电压测量电路;
具体地,采用电阻的阻值与环境温度的和流经电流的关系,可以通过做实验形成表格,然后通过查表发计算。也可以通过热阻的计算公式估算;电阻的阻值和电阻的温度一些手册中会标明(如5PPM/℃,代表温度没上升1℃,电阻变化百万分之五)
具体地,所述步骤M1中环境温度包括:利用环境温度驱动逻辑控制驱动温度传感器,测量环境温度。
具体地,所述步骤M1中FPGA输出的预设电流值包括:主控模块根据来自通信协议的电流输出命令计算电流输出信号送往电流输出驱动逻辑,根据电流输出驱动逻辑得到FPGA输出的预设电流值。
具体地,所述电流输出驱动逻辑接收来自主控模块的电流输出信号,产生控制逻辑电平,并输出到驱动电路中,控制逻辑电平用来控制驱动电路中的数模转换芯片。
具体地,所述步骤M3包括:通信协议,将来自通信总线的命令解析发往主控模块,将来自于主控模块的遥测数据打包发往总线;
根据采样电阻的实时阻值,利用主控模块、电流测量驱动逻辑以及测量电路控制磁浮作动线圈的电压,从而控制磁浮作动线圈输出稳定的电流,并将电流值发送到通信协议;
所述采样电阻串联在磁浮作动线圈与驱动电路之间,将实际输出在磁浮作动线圈中的电流转换成电压信号;
所述测量电路由电流测量驱动逻辑驱动,将采样电阻上的电压装换成电平信号送往电流测量驱动逻辑;
所述电流测量驱动逻辑由主控模块控制,产生电平信号驱动测量电路获取采样电阻上的电压。
根据本发明提供的一种双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿系统,包括:
模块M1:通过环境温度和FPGA输出的预设电流值,实时计算采样电阻的温度;
模块M2:根据采样电阻的温度计算采样电阻的实时阻值;
模块M3:根据采样电阻的实时阻值调整磁浮作动线圈的电压控制磁浮作动线圈输出稳定的电流。
具体地,所述模块M1中环境温度包括:利用环境温度驱动逻辑控制驱动温度传感器,测量环境温度。
具体地,所述模块M1中FPGA输出的预设电流值包括:主控模块根据来自通信协议的电流输出命令计算电流输出信号送往电流输出驱动逻辑,根据电流输出驱动逻辑得到FPGA输出的预设电流值。
具体地,所述电流输出驱动逻辑接收来自主控模块的电流输出信号,产生控制逻辑电平,并输出到驱动电路中,控制逻辑电平用来控制驱动电路中的数模转换芯片。
具体地,所述模块M3包括:根据采样电阻的实时阻值,利用主控模块、电流测量驱动逻辑以及测量电路控制磁浮作动线圈的电压,从而控制磁浮作动线圈输出稳定的电流,并将电流值发送到通信协议;
所述采样电阻串联在磁浮作动线圈与驱动电路之间,将实际输出在磁浮作动线圈中的电流转换成电压信号;
所述测量电路由电流测量驱动逻辑驱动,将采样电阻上的电压装换成电平信号送往电流测量驱动逻辑;
所述电流测量驱动逻辑由主控模块控制,产生电平信号驱动测量电路获取采样电阻上的电压。
实施例2
实施例2是实施例1的变化例
本发明提供相应的,温度补偿方法。本发明中,实时计算反馈电阻的阻值,通过环境温度和输出电流值,实时计算反馈电阻温度,根据反馈电阻的温度计算反馈电阻的实时阻值,根据阻值实时调整输出电流信号,控制磁浮作动线圈输出稳定的电流。本发明消除了由反馈电阻温度变化而引起的反馈测量电流精度不够的问题,提高了磁浮作动线圈的电流输出精度,其特征在于:
温度传感器,用于测量环境温度;
环境温度驱动逻辑,用来控制驱动温度传感器,测量环境温度;
阻值计算,接收来自于电流输出驱动逻辑输出电流信号和来自于环境温度驱动逻辑的环境温度信号计算采样电阻的阻值,并将阻值信号送往主控模块;
通信协议,将来自通信总线的命令解析发往主控模块,将来自于主控模块的遥测数据打包发往总线;
主控模块,根据来自阻值计算模块的实时阻值计算值和来自通信协议模块的电流输出命令计算电流输出信号送往电流输出驱动逻辑,根据阻值计算模块的实时电阻值与电流测量驱动逻辑中获取的采样电阻Rs上电压值计算实际电流值,并将其发送到通信协议模块;
电流输出驱动模块,接受来自的主控模块的电流输出值,产生控制逻辑电平,输出到驱动电路中;
驱动电路,根据电流输出驱动逻辑产生的电平产生电流驱动磁浮作动线圈;
采样电阻Rs,串联在磁浮作动线圈与驱动电路之间,将实际输出在磁浮作动线圈中的电流,转换成电压信号。
测量电路,由电流测量驱动逻辑驱动,将采样电阻Rs上的电压转换成电平信号送往电流测量驱动逻辑;
电流测量驱动逻辑,由主控模块控制,产生电平信号驱动测量电路获取采样电阻上的电压。
具体地,比较电路由运放U1等组成;
具体地,温度传感器可由DS18B20实现;
具体地,环境温度驱动逻辑、阻值计算模块、通信协议模块、主控模块、电流输出驱动逻辑、电流测量驱动逻辑,采用FPGA实现;
具体地,驱动电路采用DA芯片、运算放大器和分立元器件实现;
具体地,测量电路采用AD芯片、运算放大器和分立元器件实现;
具体地,采样电阻采用低温漂精密电阻实现。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以,本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (6)
1.一种双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿方法,其特征在于,包括:
步骤M1:通过环境温度和FPGA输出的预设电流值,实时计算采样电阻的温度;
步骤M2:根据采样电阻的温度计算采样电阻的实时阻值;
步骤M3:根据采样电阻的实时阻值调整磁浮作动线圈的电压,控制磁浮作动线圈输出稳定的电流;
所述步骤M1中环境温度包括:利用环境温度驱动逻辑控制驱动温度传感器,测量环境温度;
所述步骤M1中FPGA输出的预设电流值包括:主控模块根据来自通信协议的电流输出命令计算电流输出信号送往电流输出驱动逻辑,根据电流输出驱动逻辑得到FPGA输出的预设电流值。
2.根据权利要求1所述的双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿方法,其特征在于,所述电流输出驱动逻辑接收来自主控模块的电流输出信号,产生控制逻辑电平,并输出到驱动电路中,控制逻辑电平用来控制驱动电路中的数模转换芯片。
3.根据权利要求2所述的双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿方法,其特征在于,所述步骤M3包括:根据采样电阻的实时阻值,利用主控模块、电流测量驱动逻辑以及测量电路控制磁浮作动线圈的电压,从而控制磁浮作动线圈输出稳定的电流,并将电流值发送到通信协议;
所述采样电阻串联在磁浮作动线圈与驱动电路之间,将实际输出在磁浮作动线圈中的电流转换成电压信号;
所述测量电路由电流测量驱动逻辑驱动,将采样电阻上的电压装换成电平信号送往电流测量驱动逻辑;
所述电流测量驱动逻辑由主控模块控制,产生电平信号驱动测量电路获取采样电阻上的电压。
4.一种双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿系统,其特征在于,包括:
模块M1:通过环境温度和FPGA输出的预设电流值,实时计算采样电阻的温度;
模块M2:根据采样电阻的温度计算采样电阻的实时阻值;
模块M3:根据采样电阻的实时阻值调整磁浮作动线圈的电压控制磁浮作动线圈输出稳定的电流;
所述模块M1中环境温度包括:利用环境温度驱动逻辑控制驱动温度传感器,测量环境温度;
所述模块M1中FPGA输出的预设电流值包括:主控模块根据来自通信协议的电流输出命令计算电流输出信号送往电流输出驱动逻辑,根据电流输出驱动逻辑得到FPGA输出的预设电流值。
5.根据权利要求4所述的双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿系统,其特征在于,所述电流输出驱动逻辑接收来自主控模块的电流输出信号,产生控制逻辑电平,并输出到驱动电路中,控制逻辑电平用来控制驱动电路中的数模转换芯片。
6.根据权利要求5所述的双超卫星平台磁浮电驱动温度补偿系统,其特征在于,所述模块M3包括:根据采样电阻的实时阻值,利用主控模块、电流测量驱动逻辑以及测量电路控制磁浮作动线圈的电压,从而控制磁浮作动线圈输出稳定的电流,并将电流值发送到通信协议;
所述采样电阻串联在磁浮作动线圈与驱动电路之间,将实际输出在磁浮作动线圈中的电流转换成电压信号;
所述测量电路由电流测量驱动逻辑驱动,将采样电阻上的电压装换成电平信号送往电流测量驱动逻辑;
所述电流测量驱动逻辑由主控模块控制,产生电平信号驱动测量电路获取采样电阻上的电压。
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