一种用于无拖曳微小比例推力器的控制电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，包括：电源模块、数据采集模块、控制模块、恒流驱动模块；所述电源模块用于为所述控制电路提供电源；所述数据采集模块用于根据所述推力器获取传感反馈信息；所述控制模块用于根据所述传感反馈信息控制所述恒流驱动模块，以使所述恒流驱动模块对所述推力器进行驱动。本实用新型专利技术实施例的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，其中控制模块通过来自于比例推力器的传感反馈信息对恒流驱动模块进行控制，实现了用于无拖曳控制器的具体硬件系统设计，同时也提高了比例推力器的预设输出气流的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及控制
，特别涉及一种用于无拖曳微小比例推力器的控制电路。
技术介绍
无拖曳控制是卫星控制系统采用惯性检测和连续可调推力器控制相结合的一种技术，其本质是促使检测质量始终“免受”外部干扰，并在“纯粹”引力作用进行轨道运动，从而满足超静卫星平台在工作期间高稳定度的要求，是空间基础物理、微重力测量、地球科学和卫星导航等实验研究的关键技术之一。具体来说，无拖曳航天技术包括惯性传感器参考物体、无拖曳控制器和微推进器三部分。其中，惯性参考物体提供参考基准，其受到的非引力残余扰动力必须尽可能小，其轨迹尽可能沿着测地线运动，即只受引力作用的运动轨迹。微推进器主要产生微小的推力和力矩，用来补偿卫星的残余扰动力，微推进器的推力精度依赖卫星质量，一般而言需要达到微牛顿量级水平。无拖曳控制器是根据惯性传感器的输出(即卫星偏离惯性参考物体的运动)来控制微推进器。申请号为CN200910061185.6的专利技术专利公开了一种无拖曳控制双扭摆测试装置，该专利技术主要是利用双扭摆装置测试无拖曳地面控制的测试问题。申请号为CN201210042617.0的专利技术专利公开了一种无拖曳航天器的自由落体验证装置，解决了短时间实现空间无拖曳航天系统技术地面环境下的性能和功能测试验证问题。然而，以上两项专利主要解决无拖曳控制系统的测试问题，既没有提出相关的硬件设备和装置，也没有涉及具体的电路设计思路和信息。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，能够实现了无拖曳控制器的硬件系统设计，并提高比例推力器的预设输出气流的稳定性。为达到上述目的，本技术的实施例提供一种用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，包括：电源模块、数据采集模块、控制模块、恒流驱动模块；所述电源模块用于为所述控制电路提供电源；所述数据采集模块用于根据所述推力器获取传感反馈信息；所述控制模块用于根据所述传感反馈信息控制所述恒流驱动模块，以使所述恒流驱动模块对所述推力器进行驱动。本技术实施例的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，其中控制模块通过来自于比例推力器的传感反馈信息对恒流驱动模块进行控制，实现了用于无拖曳控制器的具体硬件系统设计，同时也提高了比例推力器的预设输出气流的稳定性。其中，所述的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路还包括存储模块，用于存储所述传感反馈信息以及其他参数信息。其中，所述存储模块采用Nandflash。其中，所述的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路还包括推力器电接口和数据采集电接口，其中所述推力器电接口和所述数据采集电接口都采用2线制。其中，所述传感反馈信息包括温度信息和电流信息；所述数据采集模块包括温度信息采集单元和电流信息采集单元；其中，所述温度信息采集单元包括滤波电路、隔离电路、信号调理电路和模/数转换电路，所述电流信息采集单元包括电流/电压变换电路、滤波电路、隔离电路、信号调理电路和模/数转换电路。其中，所述传感反馈信息还包括流量信息；所述数据采集模块还包括流量信息采集单元。其中，所述模/数转换电路的精度为24BIT。其中，所述恒流驱动模块包括模/数转换电路、数/模转换电路、电流/电压变换电路、电流/电压变换电路和隔离电路。其中，所述恒流驱动模块的输出电流为50mA-300mA、电流分辨率为100uA，其供电电源的参数为48V。为达到上述目的，本技术的实施例还提供了一种航天器，包括如上所述的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路。本技术实施例的航天器，其包含的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路中的控制模块可以通过来自于比例推力器的传感反馈信息对恒流驱动模块进行控制，实现了用于无拖曳控制器的具体硬件系统设计，同时也提高了比例推力器的预设输出气流的稳定性。附图说明图1为本技术实施例的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路的结构示意图；图2为本技术实施例的电源模块的工作原理图；图3为本技术实施例的用于控制模块的电源工作原理图；图4为本技术实施例的数据采集模块的结构示意图；图5为本技术实施例的数据采集模块的工作原理图；图6为本技术实施例的恒流驱动模块的工作原理图；图7为本技术实施例的恒流驱动模块中DAC控制电路的工作原理图；图8为本技术实施例的恒流驱动模块中DAC输出电路的工作原理图；图9为本技术实施例的恒流驱动模块中V/I恒流电路的工作原理图；图10为本技术实施例的存储模块的工作原理图；图11为本技术实施例的航天器的结构示意图。附图标记说明11-电源模块；12-数据采集模块；13-控制模块；14-恒流驱动模块；100-控制电路；200-航天器；41-温度信息采集单元；42-电流信息采集单元。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本技术针对现有的无拖曳推力器控制及驱动电路仅处于学术理论研究，并无硬件系统设计等问题，提出一种用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，实现了无拖曳控制器的具体硬件系统设计，同时也提高了比例推力器的预设输出气流的稳定性。如图1所示，本技术实施例的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路100，包括：电源模块11、数据采集模块12、控制模块13、恒流驱动模块14。其中，所述电源模块11用于为所述控制电路提供电源，所述数据采集模块12用于根据所述推力器获取传感反馈信息，所述控制模块13用于根据所述传感反馈信息控制所述恒流驱动模块14，以使所述恒流驱动模块14对所述推力器进行驱动。其中，所述控制模块13为控制电路100的核心，用于协调整个控制电路100的各组成部分。实际应用中，所述控制模块13可以为DSP芯片，如TMS320C6747。举例来说，所述控制模块13可以对所述恒流驱动模块14进行PID控制。具体的，所述控制模块13根据所述传感反馈信号预先设定所述恒流驱动模块14的PID控制参数以对所述恒流驱动模块14实现PID算法控制，进而实现所述恒流驱动模块14对所述推力器的驱动。同时，为了保证控制的准确和精度，所述恒流驱动模块14向所述控制模块13传输“反馈控制信号”以对上述控制进行微调和校正。电源模块11由两路组成，其中一路给负载(即“推力器”)提供电源，另一路给控制电路100提供电源。具体的，如图2所示，220V50Hz交流电可以通过AC-DC模块变换为48V，以提供负载所需的电压和电流信号。同时，220V50Hz交流电也可以通过AC-DC模块变换为24V，进而再通过一系列变换得到所述控制电路100所需的各类电压。具体的，24V直流电可以通过DC-DC模块转换为±15V，提供ADC和DAC需要的电源信号；24V直流电也可以通过DC-DC模块转换为5V，为ADC和DAC提供需要的参考源±10V，也可以通过LDO(lowdropout，低压降)稳压器转换为3.3V、1.8V以为DSP和其他相关外围电路供电。在本实施例的电源模块11的设计中，可以采用集成电源模块，电路设计较简单。图3为控制模块13TMS320C6747的电源工作原理图。如图3所示，所述电源模块11根据所述控制模块的工作需要，为其提供了1.2V、1.8V和3.3V的电源。在本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，其特征在于，包括：电源模块、数据采集模块、控制模块、恒流驱动模块；所述电源模块用于为所述控制电路提供电源；所述数据采集模块用于根据所述推力器获取传感反馈信息；所述控制模块用于根据所述传感反馈信息控制所述恒流驱动模块，以使所述恒流驱动模块对所述推力器进行驱动。

【技术特征摘要】
1.一种用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，其特征在于，包括：电源模块、数据采集模块、控制模块、恒流驱动模块；所述电源模块用于为所述控制电路提供电源；所述数据采集模块用于根据所述推力器获取传感反馈信息；所述控制模块用于根据所述传感反馈信息控制所述恒流驱动模块，以使所述恒流驱动模块对所述推力器进行驱动。2.根据权利要求1所述的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，其特征在于，还包括存储模块，用于存储所述传感反馈信息以及用于所述控制电路的其他参数信息。3.根据权利要求2所述的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，其特征在于，所述存储模块采用Nandflash。4.根据权利要求1-3任一所述的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，其特征在于，还包括推力器电接口和数据采集电接口，其中所述推力器电接口和所述数据采集电接口都采用2线制。5.根据权利要求1所述的用于无拖曳微小比例推力器的控制电路，其特征在于，所述传感反馈信息包括温度信息和电流信息；所述数据采集模块包括温度信息采集单元和电流信息采集单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴钊，李擎，尹渌，崔家瑞，戴永健，谭晓斌，王继超，
申请(专利权)人：北京科技大学，唐山市第一中学，
类型：新型
国别省市：北京;11