摆动机构控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种摆动机构控制器，包括中央处理模块、第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块、遥测采样模块、系统状态遥测模块以及电源处理模块；其中，遥测采样模块用于采集摆动机构的信息，并将所采集到的信息传输到中央处理模块；中央处理模块从外部接收指令，根据指令以及所采集到的摆动机构的信息，向第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块发出控制信号；第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块根据控制信号对摆动机构进行控制；遥控切换模块用来控制第一绕组驱动模块和第二绕组驱动模块的通电与断电；系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集；电源处理模块用来向上述模块提供电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星领域，特别涉及一种摆动机构控制器。
技术介绍
太空(如卫星)在太空飞行过程中一个很重要的能量来源是太阳能，太空通常采用太阳能帆板来收集太阳能。由于太空的位置在飞行中不断发生变化，与太阳光的入射角度也会时时改变，因此，太空需要对其太阳帆板的角度、位置进行调整，以尽量满足太阳能充电的要求。现有技术中通常只采用驱动机构来对太空的太阳能帆板的角度、位置进行调整。 由于驱动机构只能实现一维转动，而倾斜轨道卫星需要通过二维转动来获取足够的光能。 因此，本领域技术人员新提出采用摆动机构来控制太阳能帆板的摆动，实现其二维转动功能，并使得太阳能帆板上的太阳电池阵能够满足较好光照角的要求，提高太阳能充电的效率。借助摆动机构可以避免卫星为了改善太阳光入射角而不停改变姿态，从而给整星带来安全隐患的缺陷。要使得摆动机构按照一定规律摆动，需要对摆动机构进行控制，用于对摆动机构进行控制的仪器可称为摆动机构控制器，在现有技术上尚不存在摆动机构控制器。
技术实现思路
为了克服现有技术上尚不存在摆动机构控制器的缺陷，本专利技术提供了一种摆动机构控制器。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种摆动机构控制器，包括中央处理模块、第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块、遥测采样模块、系统状态遥测模块以及电源处理模块；其中，所述的遥测采样模块用于采集摆动机构的信息，并将所采集到的信息传输到所述中央处理模块；所述的中央处理模块从外部接收指令，根据所述指令以及所采集到的摆动机构的信息，向所述第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块、遥控切换模块发出控制信号； 所述第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块根据所述控制信号对所述摆动机构进行控制； 所述遥控切换模块用来控制所述第一绕组驱动模块和第二绕组驱动模块的通电与断电；所述系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集；所述电源处理模块用来向上述模块提供电能。上述技术方案中，所述的中央处理模块包括单片机、程序存储器、RS422通信接口芯片、串并转换芯片、看门狗电路；其中，所述的单片机通过串并转换芯片与RS422通信接口芯片连接到外部的计算机，所述单片机还分别与程序存储器、看门狗电路连接。上述技术方案中，所述的绕组驱动模块包括驱动前缀与功率部分，其中，所述驱动前缀采用半桥驱动，而所述功率部分采用H桥电路来驱动。上述技术方案中，所述的遥控切换模块包括译码器、反相电路、译码芯片、驱动线路开关；其中，由所述中央处理模块发出的遥控指令经由译码器、反相电路、译码芯片译码后生成开关驱动指令，根据所述开关驱动指令控制驱动线路开关的断开与闭合。本专利技术的优点在于本专利技术的摆动机构控制器集遥测、遥控、电机驱动多种功能于一身，在能够与星载计算机进行通信的前提下，它可以自行采集太阳帆板的角度信息，自行控制与切换摆动机构的通电及断电，并采用了简单却又可靠的电机驱动方式。摆动机构控制器具有闭环、智能等功效。附图说明附图1为摆动机构控制器内部原理框附图2为摆动机构控制器连接示意图； 附图3为遥控切换模块的结构示意图； 附图4为精密测角电位器的结构示意图； 附图5为电源处理模块的结构示意图；附图6为本专利技术的摆动机构控制器在卫星上的安装示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。参考图1，在本专利技术的一个实施例中，摆动机构控制器包括中央处理模块、+Y绕组驱动模块、-Y绕组驱动模块、遥控切换模块、遥测采样模块、系统状态遥测模块以及电源处理模块。其中，所述的中央处理模块分别向+Y绕组驱动模块、-Y绕组驱动模块、遥控切换模块发出控制信号，并从所述遥测采样模块接收采集自摆动机构的信息；所述遥控切换模块用来控制所述+Y绕组驱动模块和-Y绕组驱动模块的通电与断电；所述系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集；所述电源处理模块用来向上述模块提供电能。下面对摆动机构控制器中的上述模块的功能做进一步的说明。1)、中央处理模块中央处理模块为控制器的核心模块，它主要包括单片机、程序存储器、RS422通信接口芯片、串并转换芯片、看门狗电路以及其它外围辅助器件。从图1中可以看出，单片机通过RS422通信接口芯片、串并转换芯片用来实现与星载计算机间的通信，单片机还分别与程序存储器、看门狗电路连接，并与控制器中的其它模块连接。中央处理模块主要完成以下几项功能A、采集并存储太阳帆板摆动角度及其限位信号等遥测量，对其中的角度信号做A/ D转换处理，此外还要将所存储的摆动机构的各种遥测信息向星载计算机传送。B、接收星载计算机送来的遥控信息，根据星载计算机的遥控指令，并结合遥测得到的信息控制摆动机构的通断电以及控制摆动机构的摆动，使太阳能帆板展开至目标角度。2)、绕组驱动模块中央处理模块所提供的控制信号无法直接驱动摆动机构中的步进电机的运转，需经所述的绕组驱动模块来放大信号。为提高可靠性，所述的绕组驱动模块通过分立器件实现对步进电机的驱动。如图2所示，所述的绕组驱动模块包括驱动前缀与功率部分，所述驱动前缀采用半桥驱动，而所述功率部分采用H桥电路来驱动步进电机。+Y绕组驱动模块与-Y绕组驱动模块只是用来控制摆动机构中Y轴上不同方向的步进电机，在实现原理上并无差别。在其它实施例中，也可以用第一绕组驱动模块、第二绕组驱动模块来命名用于驱动摆动机构上不同方向的步进电机的绕组驱动模块。3)、遥控切换模块遥控切换模块来控制所述+Y绕组驱动模块和-Y绕组驱动模块的通电与断电，进而控制摆动机构。如图3所示，中央处理模块接收来自星载计算机的间接遥控指令后，向遥控切换模块输出相应的直接指令，由遥控切换模块中的译码器、反相电路、译码芯片译码， 然后向相应的驱动线路开关发送指令，通过对开关的接通与断开，实现对绕组驱动模块的通电与断电。在本实施例中，绕组驱动模块有+Y绕组驱动模块和-Y绕组驱动模块，在遥控切换模块的控制下，这两个模块同时通电，同时断开。4)、遥测采样模块摆动机构共有5个特殊位置，分别为-90度位置、0度位置、+90度位置以及全开极限位置与全闭极限位置。在摆动机构的全开以及全闭极限位置处安装有限位开关，遥测采样模块通过对限位开关信号的测量实现数字量遥测。在摆动机构上还安装有精密测角电位器，通过该精密测角电位器可测量其当前角度，此处为模拟量遥测。如图4所示，精密测角电位器在电性能上等价于一可调电阻，遥测采样模块通过采样精密测角电位器的电压值可计算出阻值，并转换成相应的角度。A/D转换器选用4通道器件，选通其中的两个通道分别作为+Y摆动机构与-Y摆动机构的角度采样。摆动机构控制器在内部采样角度信号的同时，又将该信号送至遥测系统，作为地面检测用。5)、电源处理模块摆动机构控制器的一次电源输入为+28V，二次电源为+5V以及+12V。如图5所示， 其中的+5V电源用于控制器及其周围电路供电，由额定功率为15W的DC/DC转换而得；+12V 电源用于驱动线路中半桥驱动芯片供电，由额定功率为5W的DC/DC转换而得。两DC/DC共用一片滤波器。转换后的电源经相关接口电路后送至测控系统，作二次电源遥测。6)、系统状态遥测模块系统状态遥测模块用于对系统当前状态进行采集，如摆动机构发生故障时，系统状态遥测模块一旦采集到当前的故障状态，就可以进行诸如复位的后续操作。以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：