一种基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统技术方案

本发明专利技术涉及空间太阳能帆板技术领域，特别涉及一种基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统。该系统包括致动器、传感器、太阳能帆板、微控制器及太阳能帆板夹持固定组件，其中太阳能帆板固定在太阳能帆板夹持固定组件上，太阳能帆板上布设有多个致动器和多个传感器，传感器用于检测太阳能帆板的振动信息且输出；微控制器用于接收传感器发送的太阳能帆板的振动信息，并且根据该振动信息发送控制指令；致动器用于接收微控制器发送的控制指令并且根据该控制指令对太阳能帆板进行主动抑振。本发明专利技术测量方便、结构清晰、操作简单，尤其控制器体积小，其便携式设计为今后在空间作业提供准备。备。备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统


[0001]本专利技术涉及空间太阳能帆板
，特别涉及一种基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统。

技术介绍

[0002]卫星太阳能电池板在执行空间飞行任务时起到为飞行器提供动力的作用，帆板在完全展开状态下为典型的挠性结构，在外部干扰(如空间碎片、太阳风、热辐射、温度冲击)和内部干扰(卫星自身的姿态调整、变轨运动以及卫星自身内结构的活动等)的作用下极易产生微振动。由于太空环境为低阻尼的状态，振动难以得到快速衰减，长时间的持续振动不仅会造成敏感构件的破坏，而且还会影响到通信卫星主体的指向精度和姿态稳定对卫星姿态控制造成非常不利的影响。因此为了保证精度指标的有效性,对太阳翼帆板微振动快速抑制势在必行。因此，急需一种太阳能帆板主动抑振实验系统的研究和开发，对于分析测试太阳能帆板的各项参数具有重要意义，并且为后续搭载升空的主动抑振系统提供实验和理论基础。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统，以便脱离室内控制局限，实现帆板的自主抑振控制。
[0004]为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案：
[0005]本专利技术提供一种基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统，包括致动器、传感器、太阳能帆板、微控制器及太阳能帆板夹持固定组件，其中太阳能帆板固定在太阳能帆板夹持固定组件上，太阳能帆板上布设有多个致动器和多个传感器，传感器用于检测太阳能帆板的振动信息且输出；
[0006]微控制器用于接收传感器发送的太阳能帆板的振动信息，并且根据该振动信息发送控制指令；
[0007]致动器用于接收微控制器发送的控制指令并且根据该控制指令对太阳能帆板进行主动抑振。
[0008]所述致动器为MFC致动器；所述传感器为MFC传感器；MFC传感器和MFC致动器均为压电纤维膜片。
[0009]所述太阳能帆板竖直布设，且沿水平方向的一端与所述太阳能帆板夹持固定组件固定连接；
[0010]多个所述传感器设置于所述太阳能帆板靠近所述太阳能帆板夹持固定组件的一端，且多个所述传感器沿高度方向依次间隔布设；
[0011]多个所述致动器设置于所述传感器的外侧，且多个所述致动器沿水平方向依次间隔布设。
[0012]所述致动器和所述传感器均通过环氧树脂胶水粘贴于所述太阳能帆板上。
[0013]所述太阳能帆板夹持固定组件包括太阳能帆板夹持架、太阳能帆板支撑座、测试基板及测试基座，其中测试基板设置于测试基座的顶部，太阳能帆板支撑座设置于测试基板上，太阳能帆板夹持架设置于太阳能帆板支撑座上，太阳能帆板夹持架上安装所述太阳能帆板。
[0014]所述测试基座的底部四角螺纹连接有底座支撑，通过底座支撑调整所述测试基座的高度。
[0015]所述测试基座的材质为铝型材,所述测试基板设置于所述测试基座的铝型材结构自身的凹槽内，且通过螺钉连接。
[0016]所述太阳能帆板夹持架、太阳能帆板支撑座及测试基板的材质采用45#钢板。
[0017]本专利技术的优点与有益效果是：
[0018]1.本专利技术的太阳能帆板还原卫星等的帆板结构，为后续分析双板较接甚至三板铰接提供方便；
[0019]2.本专利技术根据实际空间太阳能帆板，建立动力学模型，构建的试验系统能良好的匹配实际应用中的太阳能帆板；
[0020]3.本专利技术摒弃了电脑端处理振动信息的方式采用微控制器处理振动信息，实现了实验系统的便携式使用；
[0021]4.本专利技术采用多个MFC传感器和多个MFC制动器，在涉及控制算法的时候提供了足够的灵活性。
[0022]5.本专利技术的各部件之间采用螺杆结构连接，拆卸安装方便；各部分结构简单，采用激光切割和简单的焊接就能完成实验系统的制造，降低了设备的加工难度；
附图说明
[0023]图1为本专利技术空间太阳能帆板主动抑振试验系统的轴测图；
[0024]图2为本专利技术中测试基座的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术中测试基板的结构示意图；
[0026]图4为本专利技术中太阳能帆板支撑座的结构示意图；
[0027]图5为本专利技术中太阳能帆板夹持架的结构示意图；
[0028]图6为本专利技术中太阳能帆板与传感器和致动器的安装示意图；
[0029]图7为本专利技术的太阳能帆板主动抑振控制流程图；
[0030]图8为本专利技术接入控制前后的太阳能帆板振动曲线对比图；
[0031]图中：1为致动器，2为传感器，3为太阳能帆板，4为太阳能帆板夹持架，5为太阳能帆板支撑座，6为测试基板，7为测试基座，8为底座支撑，9为凹槽，10为测试基座底部内螺纹，11为测试基板外孔，12为测试基板内孔，13为太阳能帆板夹持架安装孔，14为测试基板安装孔，15为支撑座安装孔，16为太阳能帆板安装孔，17为连接孔，18为设备安置基板安装孔，A为未接入控制时的太阳能帆板的自由振动曲线，B为接入控制后太阳能帆板的振动曲线。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对
本专利技术进行详细描述。
[0033]如图1所示，本专利技术提供一种基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统，包括致动器1、传感器2、太阳能帆板3、微控制器及太阳能帆板夹持固定组件，其中太阳能帆板3固定在太阳能帆板夹持固定组件上，太阳能帆板3上布设有多个致动器1和多个传感器2，传感器2用于检测太阳能帆板3的振动信息且输出；微控制器用于接收传感器2发送的太阳能帆板3的振动信息，并且根据该振动信息发送控制指令；致动器1用于接收微控制器发送的控制指令并且根据该控制指令对太阳能帆板3进行主动抑振，以达到主动抑振的目的。
[0034]如图1所示，本专利技术的实施例中，太阳能帆板夹持固定组件包括太阳能帆板夹持架4、太阳能帆板支撑座5、测试基板6及测试基座7，其中测试基板6设置于测试基座7的顶部，太阳能帆板支撑座5设置于测试基板6上，太阳能帆板夹持架4设置于太阳能帆板支撑座5上，太阳能帆板夹持架4上安装太阳能帆板3。
[0035]进一步地，测试基座7的底部四角螺纹连接有底座支撑8，通过底座支撑8调整测试基座7的高度。
[0036]如图2所示，本专利技术的实施例中，测试基座7的材质为铝型材,测试基板6设置于测试基座7的铝型材结构自身的凹槽9内，且通过螺钉连接。测试基座7的底部四角设有测试基座底部内螺纹10，底座支撑8的上端设有用于与测试基座底部内螺纹10螺纹连接的外螺纹，通过旋转底座支撑8来调整测试基座7的高度及平行度。如图3所示，测试基板6上设有测试基板外孔11和测试基板内孔12，测试基板外孔11与测试基座7的凹槽9连接；测试基板内孔12与太阳能帆板支撑座5连接。如图4所示,太阳能帆板支撑座5的底部设有测试基板安装孔14，该测试基板安装孔14与测试基板6上的测试基板内孔12连接。太阳能帆板支撑座5的上端设有太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统，其特征在于，包括致动器(1)、传感器(2)、太阳能帆板(3)、微控制器及太阳能帆板夹持固定组件，其中太阳能帆板(3)固定在太阳能帆板夹持固定组件上，太阳能帆板(3)上布设有多个致动器(1)和多个传感器(2)，传感器(2)用于检测太阳能帆板(3)的振动信息且输出；微控制器用于接收传感器(2)发送的太阳能帆板(3)的振动信息，并且根据该振动信息发送控制指令；致动器(1)用于接收微控制器发送的控制指令并且根据该控制指令对太阳能帆板(3)进行主动抑振。2.根据权利要求1所述的基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统，其特征在于，所述致动器(1)为MFC致动器；所述传感器(2)为MFC传感器；MFC传感器和MFC致动器均为压电纤维膜片。3.根据权利要求2所述的基于压电复合纤维的便携式薄板主动抑振系统，其特征在于，所述太阳能帆板(3)竖直布设，且沿水平方向的一端与所述太阳能帆板夹持固定组件固定连接；多个所述传感器(2)设置于所述太阳能帆板(3)靠近所述太阳能帆板夹持固定组件的一端，且多个所述传感器(2)沿高度方向依次间隔布设；多个所述致动器(1)设置于所述传感器(2)的外侧，且多个所述致动器(1)沿水平方向依次间隔布设。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆海涛，刘子然，李华东，富佳，刘广明，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：