一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，包括：给压紧释放装置通电，压紧释放装置起爆后使得柔性太阳电池翼与舱体解锁分离；控制抬升机构电机工作，使抬升机构旋转至90

【技术实现步骤摘要】
一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法


[0001]本专利技术涉及一种大型航天器柔性太阳电池翼展开控制方法，属于控制领域。

技术介绍

[0002]随着航天技术的发展，航天器太阳电池翼的展开面积不断增大、构型则由刚性、半刚性太阳电池翼发展出柔性太阳电池翼。柔性太阳电池翼具有有源机构、无源机构多，展开时序性强，展开时间长，展开过程复杂等特点，传统刚性、半刚性太阳电池翼入轨火工解锁后由无源机构直接展开到位的控制方法已不适用于柔性太阳电池翼入轨展开。大型航天器入轨初期，柔性太阳电池翼展开既要保证柔性太阳电池翼展开的高度自主性减少地面指令干预，又要保证在故障工况下能够保护柔性太阳电池翼及航天器安全。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，能够实现柔性太阳电池翼入轨后自主分步展开，同时自主判断故障模式并中止展开流程，对柔性太阳电池翼及航天器进行保护。
[0004]本专利技术所采用技术方案是：一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，包括：
[0005]给压紧释放装置通电，压紧释放装置起爆后使得柔性太阳电池翼与舱体解锁分离；
[0006]压紧释放装置释放完成后，延时T秒，控制抬升机构电机工作，使抬升机构旋转至90
°
锁定到位，T为设定值；
[0007]抬升机构展开到位后，延时T秒，控制两套下箱体展开锁定机构电机同时工作，带动柔性太阳电池翼的两侧太阳电池阵的上箱体、下箱体展开90
°
并锁定，使四套上箱体展开锁定机构随动展开90
°
并锁定；
[0008]两套下箱体展开锁定机构均展开锁定到位后，延时T秒，控制两套约束释放机构电机同时工作，将柔性太阳电池翼的两侧太阳电池阵的上箱体、下箱体解锁到位；
[0009]两套约束释放机构均解锁到位后，延时T秒，控制伸展机构电机工作，伸展机构伸展臂带动两侧太阳电池阵的上箱体展开，直至太阳电池板阵列完全展开，使用张紧机构施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧。
[0010]进一步的，根据压紧释放装置的安装位置，对压紧释放装置进行编号，并按编号将压紧释放装置分为三批次，依次起爆三批次压紧释放装置；每批次起爆后间隔T秒，起爆下一批次。
[0011]进一步的，所述抬升机构上设置两个抬升机构锁定到位微动开关、热敏电阻和角度传感器用于抬升机构展开过程的监测及自主判断，热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测抬升角度。
[0012]进一步的，所述抬升机构在程序展开过程中的控制参数包括：抬升机构动作时间
t1、抬升机构电机电流I1、抬升机构电机限流值I
限1
，抬升机构电机超限流保护时间t
延1
，抬升机构工作超时预设时间t
预1
；
[0013]抬升机构展开过程包括：
[0014]抬升机构电机加电前，判断两个抬升机构锁定到位微动开关是否处于触发状态：若任一个抬升机构锁定到位微动开关触发，则报送抬升机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若两个抬升机构锁定到位微动开关均未触发，则将抬升机构动作时间t1置为0s，抬升机构电机在t1＝0s时开始加电，抬升机构电机在额定转矩负载下，在设定的时间段内加速至设定转速a；
[0015]控制抬升机构电机以设定转速a匀速运转，对抬升机构电机电流I1进行检测：若出现I1≥I
限1
且I1超过I
限1
的持续时间Δt1＞t
延1
，则抬升机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，抬升机构电机以设定转速a运行至任一个抬升机构锁定到位微动开关触发，则抬升机构电机立即断电停转，抬升机构展开完成；若抬升机构锁定到位微动开关均未触发，则判断t1是否大于t
预1
：若t1＞t
预1
，则抬升机构电机停转，报送机构工作超时故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t1＜t
预1
，则电机继续以设定转速a匀速运转，重新对抬升机构电机电流I1进行检测。
[0016]进一步的，所述两套下箱体展开锁定机构独立动作；每套下箱体展开锁定机构均设置两个下箱体展开到位微动开关、两个下箱体锁定到位微动开关、热敏电阻和角度传感器，用于下箱体展开锁定机构展开过程的监测及自主判断，热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测下箱体展开锁定机构展开角度；每套下箱体展开锁定机构同侧均设置两套上箱体展开锁定机构，每套上箱体展开锁定机构设置一个上箱体展开到位微动开关。
[0017]进一步的，所述下箱体展开锁定机构在程序展开过程中的控制参数包括：下箱体展开锁定机构动作时间t2、下箱体展开锁定机构电机电流I2、下箱体展开锁定机构电机限流值I
限2
、下箱体展开锁定机构电机超限流保护时间t
延2
、下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
；
[0018]下箱体展开锁定机构的展开过程包括：
[0019]下箱体展开锁定机构电机加电前，判断2个下箱体展开到位微动开关和2个下箱体锁定到位微动开关是否处于触发状态，若四个微动开关中的任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若四个微动开关均未触发，则将下箱体展开锁定机构工作时间t2置为0s，下箱体展开锁定机构电机在t2＝0s时开始加电，下箱体展开锁定机构电机在额定转矩负载下，直接启动加速至设定转速a；
[0020]下箱体展开锁定机构电机以设定转速a运转，对下箱体展开锁定机构电机电流I2进行检测，若出现I2≥I
限2
且I2超过I
限2
的持续时间Δt2＞t
延2
，则下箱体展开锁定机构电机立即停转；下箱体展开锁定机构电机停转后，对两个下箱体锁定到位微动开关的触发状态进行判断：若任一个下箱体锁定到位微动开关触发，则对两个下箱体展开到位微动开关和两个上箱体展开到位微动开关的触发情况进行判断：
[0021]若两个下箱体展开到位微动开关和两个上箱体展开到位微动开关中任一微动开关触发，则下箱体展开锁定机构按程序展开完成；若两个下箱体展开到位微动开关和两个上箱体展开到位微动开关均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；
[0022]若两个下箱体锁定到位微动开关均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；
[0023]若I2<I
限2
或I2超过I
限2
但持续时间Δt2≤t
延2
，则判断t2是否大于下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
，若t2＞t
预2
，则下箱体展开锁定机构电机停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于，包括：给压紧释放装置(5)通电，压紧释放装置(5)起爆后使得柔性太阳电池翼与舱体解锁分离；压紧释放装置(5)释放完成后，延时T秒，控制抬升机构电机(13)工作，使抬升机构(1)旋转至90
°
锁定到位，T为设定值；抬升机构(1)展开到位后，延时T秒，控制两套下箱体展开锁定机构电机(73)同时工作，带动柔性太阳电池翼的两侧太阳电池阵的上箱体(31)、下箱体(32)展开90
°
并锁定，使四套上箱体展开锁定机构(6)随动展开90
°
并锁定；两套下箱体展开锁定机构(7)均展开锁定到位后，延时T秒，控制两套约束释放机构电机(332)同时工作，将柔性太阳电池翼的两侧太阳电池阵的上箱体(31)、下箱体(32)解锁到位；两套约束释放机构(33)均解锁到位后，延时T秒，控制伸展机构电机(23)工作，伸展机构伸展臂(21)带动两侧太阳电池阵的上箱体(31)展开，直至太阳电池板阵列完全展开，使用张紧机构(34)施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧。2.根据权利要求1所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：根据压紧释放装置(5)的安装位置，对压紧释放装置(5)进行编号，并按编号将压紧释放装置(5)分为三批次，依次起爆三批次压紧释放装置(5)；每批次起爆后间隔T秒，起爆下一批次。3.根据权利要求1所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述抬升机构(1)上设置两个抬升机构锁定到位微动开关(15)、热敏电阻和角度传感器用于抬升机构展开过程的监测及自主判断，热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测抬升角度。4.根据权利要求3所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述抬升机构(1)在程序展开过程中的控制参数包括：抬升机构动作时间t1、抬升机构电机电流I1、抬升机构电机限流值I
限1
，抬升机构电机超限流保护时间t
延1
，抬升机构工作超时预设时间t
预1
；抬升机构(1)展开过程包括：抬升机构电机加电前，判断两个抬升机构锁定到位微动开关(15)是否处于触发状态：若任一个抬升机构锁定到位微动开关(15)触发，则报送抬升机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若两个抬升机构锁定到位微动开关(15)均未触发，则将抬升机构动作时间t1置为0s，抬升机构电机在t1＝0s时开始加电，抬升机构电机在额定转矩负载下，在设定的时间段内加速至设定转速a；控制抬升机构电机以设定转速a匀速运转，对抬升机构电机电流I1进行检测：若出现I1≥I
限1
且I1超过I
限1
的持续时间Δt1＞t
延1
，则抬升机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，抬升机构电机以设定转速a运行至任一个抬升机构锁定到位微动开关(15)触发，则抬升机构电机立即断电停转，抬升机构(1)展开完成；若抬升机构锁定到位微动开关(15)均未触发，则判断t1是否大于t
预1
：若t1＞t
预1
，则抬升机构电机停转，报送机构工作超时故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t1＜t
预1
，则电机继续以设定转速a匀速运转，重新对抬升机构电机电流I1进行检测。
5.根据权利要求1所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述两套下箱体展开锁定机构(7)独立动作；每套下箱体展开锁定机构均设置两个下箱体展开到位微动开关(71)、两个下箱体锁定到位微动开关(72)、热敏电阻和角度传感器，用于下箱体展开锁定机构展开过程的监测及自主判断，热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测下箱体展开锁定机构展开角度；每套下箱体展开锁定机构(7)同侧均设置两套上箱体展开锁定机构(6)，每套上箱体展开锁定机构(6)设置一个上箱体展开到位微动开关(61)。6.根据权利要求5所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述下箱体展开锁定机构(7)在程序展开过程中的控制参数包括：下箱体展开锁定机构动作时间t2、下箱体展开锁定机构电机电流I2、下箱体展开锁定机构电机限流值I
限2
、下箱体展开锁定机构电机超限流保护时间t
延2
、下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
；下箱体展开锁定机构(7)的展开过程包括：下箱体展开锁定机构电机(73)加电前，判断2个下箱体展开到位微动开关(71)和2个下箱体锁定到位微动开关(72)是否处于触发状态，若四个微动开关中的任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若四个微动开关均未触发，则将下箱体展开锁定机构工作时间t2置为0s，下箱体展开锁定机构电机(73)在t2＝0s时开始加电，下箱体展开锁定机构电机(73)在额定转矩负载下，直接启动加速至设定转速a；下箱体展开锁定机构电机(73)以设定转速a运转，对下箱体展开锁定机构电机电流I2进行检测，若出现I2≥I
限2
且I2超过I
限2
的持续时间Δt2＞t
延2
，则下箱体展开锁定机构电机(73)立即停转；下箱体展开锁定机构电机(73)停转后，对两个下箱体锁定到位微动开关(72)的触发状态进行判断：若任一个下箱体锁定到位微动开关(72)触发，则对两个下箱体展开到位微动开关(71)和两个上箱体展开到位微动开关(61)的触发情况进行判断：若两个下箱体展开到位微动开关(71)和两个上箱体展开到位微动开关(61)中任一微动开关触发，则下箱体展开锁定机构(7)按程序展开完成；若两个下箱体展开到位微动开关(71)和两个上箱体展开到位微动开关(61)均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若两个下箱体锁定到位微动开关(72)均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若I2<I
限2
或I2超过I
限2
但持续时间Δt2≤t
延2
，则判断t2是否大于下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
，若t2＞t
预2
，则下箱体展开锁定机构电机(73)停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t2≤t
预2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：咸奎成，倪啸枫，程雷，李雪，霍杰，王治易，宋佳，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：