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CN111099041B - 一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统及其控制方法，该系统包含：第一太阳翼和第二太阳翼，第一驱动控制器和第二驱动控制器，依次通过各自电机的电机本体、输出轴与太阳翼连接；总线指令系统，向第一驱动控制器和所述第二驱动控制器发布运动指令；第一驱动控制器和第二驱动控制器接收总线指令系统的运动指令，分别控制第一太阳翼和第二太阳翼的运动。其优点是：该系统采用第一驱动控制器、第二驱动控制器作为自主识别与控制的核心，通过采集第一太阳翼硬线识别信号与第二太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼，自主确定采用不同的太阳翼转动控制策略，可实现太阳翼的对日定向同向运动控制。

Description

一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及航天系统多太阳翼的自主识别控制领域，具体涉及一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统及其控制方法。
背景技术
目前的航天系统里，无论是飞船还是卫星，维持其在轨正常运行的主要动力为电能，而太阳翼是实现太阳光能到电能转换的重要能量源。太阳翼往往在卫星或者飞船上成左右对称分布，太阳翼采用单自由度结构，各自绕垂直于舱体的轴线旋转，两个太阳翼不需要对日定向同向运动，故而不需要识别不同太阳翼进行控制。
但是，在某些工作环境下，如当空间站对电能的需求巨大时，一般采用大型太阳翼(翼展约30米)采集太阳能，采用两自由度的大型太阳翼(翼展约30米)需要实现两舱段太阳翼的对日定向控制(即实验舱I与实验舱II各安装一个两自由度的太阳翼)，但是目前尚未有较完善的系统与方法来解决空间站多舱段太阳翼面临的自主识别控制问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统及其控制方法，该系统采用第一驱动控制器、第二驱动控制器作为自主识别与控制的核心，通过采集第一太阳翼硬线识别信号与第二太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼(第一太阳翼或第二太阳翼)，自主确定采用不同的太阳翼转动控制策略，可实现第一太阳翼与第二太阳翼的对日定向同向运动控制。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统，该系统包含：
第一太阳翼和第二太阳翼，在空间站舱外对称分布；
第一驱动控制器，依次通过第一电机的电机本体、输出轴与所述第一太阳翼连接；
第二驱动控制器，依次通过第二电机的电机本体、输出轴与所述第二太阳翼连接；
总线指令系统，向所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器发布运动指令；
所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器自主采集第一太阳翼硬线识别信号和第二太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼，从而确定第一太阳翼和第二太阳翼的转动控制策略；所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器接收所述总线指令系统的运动指令，分别控制所述第一太阳翼和所述第二太阳翼的运动。
优选地，一种采用所述的空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统的控制方法，该方法包含：
S1、在第一驱动控制器和第二驱动控制器上电后，所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器自主采集第一太阳翼硬线识别信号和第二太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼，从而确定第一太阳翼和第二太阳翼的转动控制策略；
S2、所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器接收到总线指令系统发布的同一运动指令后，自主执行各自的转动控制策略，实现所述第一太阳翼和所述第二太阳翼的对日定向同向运动。
优选地，所述第一太阳翼硬线识别信号和所述第二太阳翼硬线识别信号为高电平电信号或低电平电信号。
优选地，当所述第一太阳翼硬线识别信号或所述第二太阳翼硬线识别信号为高电平电信号时，所述第一驱动控制器或所述第二驱动控制器以第一转动控制策略控制所述第一太阳翼或第二太阳翼转动。
优选地，所述第一转动控制策略为：
当所述运动指令为正转类指令时，所述第一太阳翼或所述第二太阳翼绕所述第一电机的输出轴或所述第二电机的输出轴逆时针旋转；
当所述运动指令为反转类指令时，所述第一太阳翼或所述第二太阳翼绕所述第一电机的输出轴或所述第二电机的输出轴顺时针旋转。
优选地，当所述第一太阳翼硬线识别信号或所述第二太阳翼硬线识别信号为低电平电信号时，所述第一驱动控制器或所述第二驱动控制器以第二转动控制策略控制所述第一太阳翼或第二太阳翼转动。
优选地，所述第二转动控制策略为：
当所述运动指令为正转类指令时，所述第一太阳翼或所述第二太阳翼绕所述第一电机的输出轴或所述第二电机的输出轴顺时针旋转；
当所述运动指令为反转类指令时，所述第一太阳翼或所述第二太阳翼绕所述第一电机的输出轴或所述第二电机的输出轴逆时针旋转。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明的一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统，采用第一驱动控制器、第二驱动控制器作为自主识别与控制的核心，通过采集第一太阳翼硬线识别信号与第二太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼(第一太阳翼或第二太阳翼)，自主确定采用不同的太阳翼转动控制策略，可实现多舱段太阳翼的自主识别控制功能以及多舱段太阳翼的对日定向同向运动控制。
附图说明
图1为本发明的一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，为本发明的一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统，该系统包含：舱Ⅰ太阳翼1、舱Ⅱ太阳翼2、舱Ⅰ驱动控制器3、舱Ⅱ驱动控制器4和总线指令系统5。所述舱Ⅰ驱动控制器3与所述舱Ⅱ驱动控制器4功能完全相同。
其中，所述舱Ⅰ太阳翼1和舱Ⅱ太阳翼2在空间站舱外对称分布；所述舱Ⅰ驱动控制器3依次通过舱Ⅰ电机6的电机本体、输出轴与所述舱Ⅰ太阳翼1连接；所述舱Ⅱ驱动控制器4通过舱Ⅱ电机7的电机本体、输出轴与所述舱Ⅱ太阳翼2连接；所述总线指令系统5向所述舱Ⅰ驱动控制器3和所述舱Ⅱ驱动控制器4发布运动指令(两舱的太阳翼和驱动电机与两舱轴线的垂线成对称分布)。
所述舱Ⅰ驱动控制器3和所述舱Ⅱ驱动控制器4自主采集舱Ⅰ太阳翼硬线识别信号和舱Ⅱ太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼，从而确定舱Ⅰ太阳翼1和舱Ⅱ太阳翼2的转动控制策略；所述舱Ⅰ驱动控制器3和所述舱Ⅱ驱动控制器4接收所述总线指令系统5的运动指令，分别控制所述舱Ⅰ太阳翼1和所述舱Ⅱ太阳翼2的运动。
其中，所述舱Ⅰ太阳翼硬线识别信号和所述舱Ⅱ太阳翼硬线识别信号为高电平电信号或低电平电信号，是判断不同太阳翼的依据，上电后为固定的高电平信号或低电平信号。
另外，本发明还公开了一种采用所述的空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统的控制方法，该方法包含：
S1、在舱Ⅰ驱动控制器3和舱Ⅱ驱动控制器4上电后，舱Ⅰ驱动控制器3和舱Ⅱ驱动控制器4自主采集舱Ⅰ太阳翼硬线识别信号和舱Ⅱ太阳翼硬线识别信号(该信号由上级硬线指令系统产生)，自主识别出不同舱段太阳翼(舱Ⅰ太阳翼1或舱Ⅱ太阳翼2)，从而确定舱Ⅰ太阳翼1和舱Ⅱ太阳翼2的转动控制策略。
S2、所述舱Ⅰ驱动控制器3和所述舱Ⅱ驱动控制器4接收到总线指令系统5发布的相同的运动指令后，自主执行各自的转动控制策略，实现所述舱Ⅰ太阳翼1和所述舱Ⅱ太阳翼2的对日定向同向运动。
当所述舱Ⅰ太阳翼硬线识别信号或所述舱Ⅱ太阳翼硬线识别信号为高电平电信号时，所述舱Ⅰ驱动控制器3以第一转动控制策略控制所述舱Ⅰ太阳翼1转动，或，所述舱Ⅱ驱动控制器4以第一转动控制策略控制所述舱Ⅱ太阳翼2转动。
所述第一转动控制策略为：当所述运动指令为正转类指令时，所述舱Ⅰ太阳翼1绕所述舱Ⅰ电机6的输出轴逆时针旋转(从舱Ⅰ电机7输出轴往电机本体看)，所述舱Ⅱ太阳翼2绕所述舱Ⅱ电机7的输出轴逆时针旋转(从舱Ⅱ电机7输出轴往电机本体看)。
当所述运动指令为反转类指令时，所述舱Ⅰ太阳翼1绕所述舱Ⅰ电机6的输出轴顺时针旋转(从舱Ⅰ电机7输出轴往电机本体看)，所述舱Ⅱ太阳翼2绕所述舱Ⅱ电机7的输出轴顺时针旋转(从舱Ⅱ电机7输出轴往电机本体看)。
另外，当所述舱Ⅰ太阳翼硬线识别信号或所述舱Ⅱ太阳翼硬线识别信号为低电平电信号时，所述舱Ⅰ驱动控制器3以第二转动控制策略控制所述舱Ⅰ太阳翼1转动，或，所述舱Ⅱ驱动控制器4以第二转动控制策略控制所述舱Ⅱ太阳翼2转动。
所述第二转动控制策略为：当所述运动指令为正转类指令时，所述舱Ⅰ太阳翼1绕所述舱Ⅰ电机6的输出轴顺时针旋转(从舱Ⅰ电机7输出轴往电机本体看)，所述舱Ⅱ太阳翼2绕所述舱Ⅱ电机7的输出轴顺时针旋转(从舱Ⅱ电机7输出轴往电机本体看)；
当所述运动指令为反转类指令时，所述舱Ⅰ太阳翼1绕所述舱Ⅰ电机6的输出轴逆时针旋转(从舱Ⅰ电机7输出轴往电机本体看)，所述舱Ⅱ太阳翼2绕所述舱Ⅱ电机7的输出轴逆时针旋转(从舱Ⅱ电机7输出轴往电机本体看)。
综上所述，本发明提供了一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统及其控制方法，该系统采用第一驱动控制器、第二驱动控制器作为自主识别与控制的核心，通过采集第一太阳翼硬线识别信号与第二太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼(第一太阳翼或第二太阳翼)，自主确定采用不同的太阳翼转动控制策略，可实现第一太阳翼与第二太阳翼的对日定向同向运动控制。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统，其特征在于，该系统包含：
第一太阳翼和第二太阳翼，在空间站舱外对称分布；
第一驱动控制器，依次通过第一电机的电机本体、输出轴与所述第一太阳翼连接；
第二驱动控制器，依次通过第二电机的电机本体、输出轴与所述第二太阳翼连接；
总线指令系统，向所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器发布运动指令；
所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器自主采集第一太阳翼硬线识别信号和第二太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼，从而确定第一太阳翼和第二太阳翼的转动控制策略；所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器接收所述总线指令系统的运动指令，自主执行各自的转动控制策略，分别控制所述第一太阳翼和所述第二太阳翼的运动。
2.一种采用如权利要求1所述的空间站多舱段太阳翼自主识别控制系统的控制方法，其特征在于，该方法包含：
S1、在第一驱动控制器和第二驱动控制器上电后，所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器自主采集第一太阳翼硬线识别信号和第二太阳翼硬线识别信号，自主识别出不同舱段太阳翼，从而确定第一太阳翼和第二太阳翼的转动控制策略；
S2、所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器接收到总线指令系统发布的同一运动指令后，自主执行各自的转动控制策略，实现所述第一太阳翼和所述第二太阳翼的对日定向同向运动。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，
所述第一太阳翼硬线识别信号和所述第二太阳翼硬线识别信号为高电平电信号或低电平电信号。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，
当所述第一太阳翼硬线识别信号或所述第二太阳翼硬线识别信号为高电平电信号时，所述第一驱动控制器或所述第二驱动控制器以第一转动控制策略控制所述第一太阳翼或第二太阳翼转动。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述第一转动控制策略为：
当所述运动指令为正转类指令时，所述第一太阳翼或所述第二太阳翼绕所述第一电机的输出轴或所述第二电机的输出轴逆时针旋转；
当所述运动指令为反转类指令时，所述第一太阳翼或所述第二太阳翼绕所述第一电机的输出轴或所述第二电机的输出轴顺时针旋转。
6.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，
当所述第一太阳翼硬线识别信号或所述第二太阳翼硬线识别信号为低电平电信号时，所述第一驱动控制器或所述第二驱动控制器以第二转动控制策略控制所述第一太阳翼或第二太阳翼转动。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述第二转动控制策略为：
当所述运动指令为正转类指令时，所述第一太阳翼或所述第二太阳翼绕所述第一电机的输出轴或所述第二电机的输出轴顺时针旋转；
当所述运动指令为反转类指令时，所述第一太阳翼或所述第二太阳翼绕所述第一电机的输出轴或所述第二电机的输出轴逆时针旋转。
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