【技术实现步骤摘要】
二次展开的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二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，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需要达到一定展开基频，满足保证航天器变轨、对接姿态控制要求。航天器变轨、对接完成后又需要太阳翼具备较大的展开面积，满足航天器能源需求，因此发展出了可二次展开构型的柔性太阳电池翼。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：本专利技术提供了一种二次展开的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]本专利技术所采用的技术方案是：一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，包括：
[0005]一次展开过程，包括：
[0006]给压紧释放装置通电，压紧释放装置起爆后柔性太阳电池翼与舱体解锁分离；
[0007]压紧释放装置起爆完成后，延时T秒，抬升机构电机工作，抬升机构旋转至90
°
锁定到位；T为设定值；
[000...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二次展开的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：一次展开过程，包括：给压紧释放装置(5)通电，压紧释放装置(5)起爆后柔性太阳电池翼与舱体解锁分离；压紧释放装置(5)起爆完成后，延时T秒，抬升机构电机(13)工作，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，2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两侧的柔性太阳电池阵的上箱体(31)、下箱体(32)展开90
°
并锁定，4套上箱体展开锁定机构(6)随动展开90
°
并锁定；2套下箱体展开锁定机构(7)均展开锁定到位后，延时T秒，2套约束释放机构电机(331)同时一次解锁工作，将柔性太阳电池翼两侧的柔性太阳电池阵的上箱体(31)、下箱体(32)解锁到位；2套约束释放机构(33)均一次解锁到位后，延时T秒，伸展机构电机(23)一次展开工作，伸展机构伸展臂(21)带动两侧的柔性太阳电池阵的上箱体(31)展开，直至一次展开部分的太阳电池板阵列完全展开，张紧机构(34)施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧；在航天器完成变轨、对接动作后，柔性太阳电池翼进行二次展开，包括：控制伸展机构(2)部分收拢，将两侧太阳电池板阵列的张紧阶段收回，卸载太阳电池板阵列拉紧力；伸展机构(2)部分收拢完成后，延时T秒，2套约束释放机构电机(331)同时二次解锁工作，将两侧二次解锁装置(35)解锁，二次展开部分的太阳电池板阵列与下箱体(32)解除约束；2套约束释放机构(33)均二次解锁到位后，延时T秒，伸展机构电机(23)二次展开工作，伸展机构伸展臂(21)带动两侧的柔性太阳电池阵的上箱体(31)展开，直至全部太阳电池板阵列完全展开，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所述的一种二次展开的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；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。4.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)；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
，则下箱体展开锁定机构电机(73)继续以设定转速a运转，重新对下箱体展开锁定机构电机电流I2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2套约束释放机构(33)独立动作，每套约束释放机构(33)中共设置2个约束释放一次解锁到位微动开关(332)、2个约束释放二次解锁到位微动开关(333)、1个热敏电阻、电机自带霍尔传感器，用于约束释放机构解锁过程的监测及自主判断；热敏电阻用于监测电机温度，电机自带霍尔传感器用于监测电机转动圈数n3；所述约束释放机构(33)在程序解锁过程中的控制参数包括：约束释放机构动作时间t3、约束释放机构电机电流I3、约束释放机构电机限流值I
限3
、约束释放机构电机超限流保护时间t
延3
，约束释放机构一次解锁工作超时预设时间t
一次预
、约束释放机构二次解锁工作超时预设时间t
二次预
、约束释放机构一次解锁到位预设圈数n
预3
，电机转速V3及解锁过程要求转速V
展3
；所述约束释放机构(33)一次解锁过程，包括：约束释放机构电机(331)加电前，判断两个约束释放一次解锁到位微动开关(332)是否处于触发状态，若任一个微动开关触发，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；若均未触发，则将约束释放机构工作时间t3置为0s、约束释放机构电机转动圈数n3置为0，约束释放机构电机(331)在t3＝0s时开始加电，约束释放机构电机(331)启动后直接加速至V3＝V
展3
；约束释放机构电机(331)以V3＝V
展3
±
10％的速度运行，对约束释放机构电机电流I3进行检测：若I3≥I
限3
且I3≥I
限3
的持续时间Δt3＞t
延3
，则约束释放机构电机(331)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，判断两个约束释放一次解锁到位微动开关(332)的触发状态并对约束释放机构电机转动圈数n3进行检测：若任一约束释放一次解锁到位微动开关(332)触发或n3≥n
预3
，则约束释放机构电机(331)立即断电停转，约束释放机构(33)一次解锁完成；否则，判断约束释放机构动作时间t3是否大于t
一次预
：若t3＞t
一次预
，则约束释放机构电机停转，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t3≤t
一次预
，则约束释放机构电机(331)继续以V3＝V
展3
±
10％的速度运行，重新对约束释放机构电机电流I3进行检测。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：所述约束释放机构(33)二次解锁过程，包括：约束释放机构电机(331)加电前，判断两个约束释放二次解锁到位微动开关(333)是否处于触发状态，若任一个微动开关触发，则报送机构微动开关...
【专利技术属性】
技术研发人员：咸奎成，倪啸枫，李雪，霍杰，程雷，王治易，彭志龙，王威，蒋秋香，殷爱平，
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：
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