太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)裝置力矩特性測(cè)試方法的研究.pdf

1、太陽(yáng)能帆板是為處于外太空中的衛(wèi)星提供能源供應(yīng)的關(guān)鍵裝置,太陽(yáng)能帆板只有正對(duì)太陽(yáng)時(shí)才能最充分的利用太陽(yáng)能,所以需要驅(qū)動(dòng)裝置控制太陽(yáng)能帆板法線始終與太陽(yáng)光束平行。太陽(yáng)能帆板的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量從幾kgm2到幾十kgm2,需要太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有足夠的驅(qū)動(dòng)力矩。因此,有必要對(duì)太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)裝置的力矩特性進(jìn)行測(cè)試。
　　太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)裝置從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)由步進(jìn)電機(jī)、導(dǎo)電環(huán)、角位置傳感器、機(jī)構(gòu)本體及驅(qū)動(dòng)線路等部分組成,其力矩特性主要包括內(nèi)部步進(jìn)電機(jī)的電磁

2、力矩以及各部件的摩擦力矩特性。在靜態(tài)和勻速條件下,摩擦力矩特性恒定,太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)裝置的力矩特性變化規(guī)律和步進(jìn)電機(jī)力矩特性的變化規(guī)律相似。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下以兩相混合式步進(jìn)電機(jī)為被測(cè)樣機(jī),研究太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)裝置力矩特性的測(cè)試方法。
　　研究太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)裝置的力矩特性數(shù)學(xué)模型,并對(duì)其核心部件步進(jìn)電機(jī)的電磁力矩模型進(jìn)行總結(jié)。針對(duì)太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)裝置力矩特性的特點(diǎn),應(yīng)用力矩動(dòng)態(tài)平衡的思想,分析測(cè)試過(guò)程中力矩傳動(dòng)和角度傳遞的機(jī)理,提出一種新的測(cè)

3、試方法,進(jìn)行太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)裝置力矩特性的連續(xù)測(cè)試,根據(jù)測(cè)試方法設(shè)計(jì)測(cè)試方案并設(shè)計(jì)力矩特性測(cè)試系統(tǒng)。
　　在力矩特性測(cè)試系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)上,以計(jì)算機(jī)為處理平臺(tái),選用了高精度的扭矩傳感器、角度編碼器、數(shù)據(jù)采集卡及直流力矩電機(jī)搭建測(cè)試平臺(tái);設(shè)計(jì)扭矩信號(hào)和角度信號(hào)處理電路提高測(cè)試信號(hào)的抗噪性能;設(shè)計(jì)位置模式下和力矩模式下的控制器參考信號(hào)構(gòu)成電路,實(shí)現(xiàn)為不同測(cè)試參數(shù)提供不同的控制模式;設(shè)計(jì)對(duì)被測(cè)件的硬件保護(hù)電路提高系統(tǒng)的安全可靠性。軟件設(shè)計(jì)上

4、通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)便于軟件功能擴(kuò)展。包括命令及控制模塊、數(shù)據(jù)測(cè)量采集模塊、數(shù)據(jù)處理及分析模塊三個(gè)部分。綜合運(yùn)用了通過(guò)PCI接口和RS232接口的數(shù)據(jù)通信技術(shù)、多線程與線程同步技術(shù)、內(nèi)存繪圖技術(shù)、基于ADO的數(shù)據(jù)庫(kù)操作技術(shù)和基于SkinMagic視覺(jué)優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)測(cè)量軟件,保證軟件的高效率運(yùn)行和簡(jiǎn)單友好的操作界面。
　　在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下以兩相混合式步進(jìn)電機(jī)為被測(cè)樣機(jī)進(jìn)行力矩特性的測(cè)試,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析,結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)樣