[发明专利]一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统及方法，其中，该系统包括：增益预估模块(1)、相位补偿控制模块(2)、第一滤波模块(3)、驱动模块(4)、测角模块(5)、差分模块(6)和第二滤波模块(7)。本发明极大了提高了帆板驱动的高速率稳定度指标，适应了不同SADA运行速度的稳定性需求，极大地降低了帆板驱动装置系统对整个卫星平台的干扰力矩。本发明专利提出的参数自适应控制方法已在某高分辨率卫星得到成功应用。

技术领域

本发明属于航天器的高稳定度帆板驱动机构技术领域，尤其涉及一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统及方法。

背景技术

随着有效载荷和航天器的快速发展，遥感观测以及高精度通讯类载荷对航天器应用功能不断扩展，在轨工作寿命不断增长，因而对太阳帆板驱动装置的可靠性、功率传输能力、驱动稳定度、太阳翼支撑刚度等也提出了越来越高的要求和迫切的需求。1:10000高精度立体测绘卫星，GF-11卫星等对地遥感卫星均在姿态的指向精度、姿态稳定度上上提出新的要求，达到5×10^-4°/s甚至1×10^-4°/s，而而目传统的步进电机驱动型帆板驱动机构，从稳定度指标来看能够满足卫星平台5×10^-4°/s稳定度的要求，但现有产品稳定度能力提升的潜力已经不大。

高稳定度帆板驱动机构是新一代低轨遥感平台的共性关键技术，是现有低轨遥感卫星用SADA的更新换代产品。研制高稳定度太阳帆板驱动机构产品，用于高分辨率遥感卫星平台、敏捷平台等需要高稳定度、高支撑刚度的卫星上，满足新一代遥感公用平台的高精度成像和快速机动的需求。

高稳定度太阳帆板驱动装置采用永磁同步电机直接驱动闭环控制方案，由于采用了直接驱动的方案，驱动机构与挠性负载之间不设减速装置，负载的任何特性和扰动都将毫无保留的传递至驱动电机的输出轴。同时，太阳帆板的惯量一般都非常大，且具有弱阻尼、大挠性等特点，使得帆板驱动实现高性能闭环控制已非常困难，控制策略或参数整定不当容易使得控制变得不稳定。高稳定度太阳帆板驱动装置的测角元件相对其极低的运行转速来讲，其分辨率相对不足；虽然运动转速范围不宽，但是其捕获过程和跟踪过程中的实际转速也达到了数量级的差异。因此，高稳定度SADA由于需要实现能量传输，其导电环负载的摩擦特性不能忽略，转速闭环控制面临着与负载特性相关的特点。如果转速控制环路采用传统的线性参数的控制策略将不能满足不同转速下负载特性差异的性能需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统及方法，极大了提高了帆板驱动的高速率稳定度指标，适应了不同SADA运行速度的稳定性需求，极大地降低了帆板驱动装置系统对整个卫星平台的干扰力矩。