[发明专利]一种空间站大型太阳翼展收及温控复合控制装置及方法

说明书

本发明一种空间站大型太阳翼展收及温控复合控制装置及方法，针对空间站大型柔性太阳翼展开/收拢驱动任务，为了应对空间复杂热环境对展收机构运动过程的不利影响，通过展收机构温度控制以及电机伺服控制相结合的复合型控制方法，规避大型太阳翼展收运动过程中机构热变形差异导致卡滞或损坏的风险，提高了空间站大型太阳翼展收任务可靠度。硬件设计上，将太阳翼展收机构的电机伺服控制电路与分布在柔性太阳翼贮存箱上加热片的控温电路集成在同一控制装置内部，并采用同一CPU单元运行闭环控制策略，以实现航天产品的高集成度设计要求。

技术领域

本发明涉及空间技术领域，具体涉及一种空间站大型太阳翼展收及温控复合控制装置及方法。

背景技术

为了满足空间站内部各种载荷的能源供给需求，空间站通常采用可展开构型的大型柔性太阳翼，舱体发射入轨后或太阳翼维修更换前，需要驱动铰接式展收机构上的伸展电机实现支撑双边柔性阵稳定展开/收拢。整个展开/收拢过程可能持续约30分钟以上。在此段时间过程中，空间环境太阳光线照射下会导致展开部分与未展开部分机构产生较大的温度差，进而导致展收机构中活动部组件不同程度的热形变，严重情况下会造成展收机构在展开/收拢过程中卡滞甚至形变破坏，引发空间站能源危机。为了避免上述风险，需要设计一套运动伺服驱动控制与机构温控相结合的控制装置，实现运动控制与温度控制的同步复合控制，提高空间站大型柔性太阳翼展开/收拢过程的安全性设计。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明要求解决的问题是：为了避免空间站大型柔性太阳翼展开/收拢过程中展收机构因复杂空间热环境导致形变后卡滞等的风险，设计一套太阳翼展收及温控复合控制装置及方法，提升空间站太阳翼展开/收拢的任务可靠度。

本发明采用的技术方案是：

一种空间站大型太阳翼展收及温控复合控制装置，包括：电源管理模块、CPU控制模块、电机驱动模块、控温模块和温度采集模块；

电源管理模块：接收单机外部一次母线电源，并转换成CPU控制模块、电机驱动模块、控温模块所需的二次电源；

CPU控制模块：在接收到太阳翼展收控制信号后，利用温度采集模块采集柔性太阳翼贮存箱上不同测温点的温度信号，判定不同测温点的温度信号，是否满足展收条件，若满足展收条件则生成电机驱动脉宽调制PWM信号发送给电机驱动模块；反之则生成温度闭环控制开关信号并发送给控温模块，通过拉高测温点温度的均值，从而整体减小柔性太阳翼贮存箱上不同测温点与均值之间的差值；

电机驱动模块：用于接收CPU控制模块产生的电机驱动脉宽调制PWM信号，经过功率放大后，产生伸展电机的驱动电流，实现太阳翼展收机构的展开或收拢动作；

控温模块：接收CPU控制模块产生的温度闭环控制开关信号，经过功率放大后，产生加热片电流，对柔性太阳翼贮存箱上对应的测温点进行加热处理；

温度采集模块：用于采集测温点的温度。

优选地，所述温度信号的采样频率的取值范围为：0.1Hz～1Hz。

优选地，所述展收条件具体为：所有测温点与测温点温度均值之间的差值均不大于阈值要求。

优选地，阈值要求的温度取值范围为4～6℃。

优选地，温度采集模块采用热敏电阻传感器实现。

优选地，柔性太阳翼贮存箱上每个加热片粘贴处，分别设置有对应的热敏电阻传感器。

一种利上述的一种空间站大型太阳翼展收及温控复合控制装置进行太阳翼展收及温控复合控制的方法，包括步骤如下：

1)利用CPU控制模块接收到太阳翼展收控制信号后，采集获得柔性太阳翼贮存箱上每个测温点的温度信号；