一种高精度抗辐射微小卫星三轴磁力矩器及其工作方法与流程

文档序号:17825204发布日期:2019-06-05 22:35阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高精度抗辐射微小卫星三轴磁力矩器,其特征在于,包括两个有金属芯的磁棒、一个空心磁力矩器、处理器和磁强计,其中,两个金属芯的磁棒分别形成X轴磁棒和Y轴磁棒,并在其上缠有线圈,空心磁力矩器形成Z轴空心线圈,将X轴磁棒、Y轴磁棒、Z轴空心线圈、处理器和磁强计集中在一块PCB板子上,并形成模块化,三个执行机构由PWM信号独立驱动,其中:

所述Z轴空心线圈设置在PCB板中间,X轴磁棒设置在Z轴空心线圈下侧,Y轴磁棒设置在Z轴空心线圈左侧,处理器和磁强计设置在Z轴空心线圈内侧;

所述PCB板子的尺寸为90mm*90mm;

所述X轴磁棒和Y轴磁棒选取磁芯最大长度70mm,其中磁芯两端各留出5mm的长度用于固定,磁芯的尺寸确定为Ф4mm×70mm;

X轴磁棒和Y轴磁棒上的线圈为具有抗辐照能力的聚酰亚胺包铜线,绝缘封装固定薄膜采用聚酰亚胺薄膜;

所述Z轴空心线圈为正方形绕线框,绕线框的内边框长为53mm,外边框长为70mm,线框可绕线的宽度为8.5mm,满足理论计算的约束要求;

磁力矩器采用双磁强计进行磁场反馈,第一磁强计采集磁力矩器工作时三轴线圈附近的磁场强度,第二磁强计安装在卫星其他位置,在磁力矩器关机时采集地磁场强度,两个磁强计采集的数据反馈至处理器,对输出磁矩进行校正,其中:

磁力矩器的电路包括处理器,磁强计,时钟,驱动电路,温度传感器,电流监测芯片,处理器是电路中心,时钟、驱动电路直接接入处理器,磁强计通过I2C总线与处理器连接,温度传感器、电流检测芯片通过SPI总线与处理器连接,由处理器产生PWM信号,经过驱动电路驱动三轴产生磁力矩,磁力矩器通过I2C总线接收星载计算机传送的控制指令,并将温度与电流信息传送给星载计算机;

所述处理器为采用Microsemi生产的SmartFusion2SoC FPGA;所述驱动电路采用TI公司的低压H桥集成芯片drv8837,同时,采用BB公司的宽温仪表用放大器INA337,对流经线圈上的电流信号进行采集,从而反馈给处理器,这样使得磁力矩器板具有检测自身电流的功能;所述温度传感器采用美国国家半导体公司的低压数字温度传感器LM70,温度传感器实时监测磁力矩器工作温度,并将数据传回处理器进行处理,一旦出现温度过高的情况则关闭磁力矩器,提高磁力矩器的可靠性。

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