[发明专利]一种实现在轨太阳精密跟踪的系统

权利要求书

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。