一种空间站太阳翼驱动控制保护方法与流程

本发明属于航天，尤其涉及一种空间站太阳翼驱动控制保护方法。

背景技术：

1、目前的航天器系统里，无论飞行器大小，太阳翼都是不可或缺的一部分，飞行器在轨运行的能源主要靠太阳翼提供，太阳翼是实现太阳光能到电能转换的重要装置。对于卫星和小型空间飞行器，太阳翼翼展大多为几米到十几米长，其驱动机构较为简单，驱动控制方式较为成熟，对太阳翼的驱动控制保护较为单一，不适用于空间站太阳翼。

2、对于空间站太阳翼而言，由于其双翼展开近60米长，属于大惯量大挠性太阳翼负载，其驱动机构较为复杂，传动和制动装置环节较多。为了实现对空间站太阳翼长期在轨可靠运行，需要设计专门的驱动控制保护策略，在满足太阳翼可靠稳定运行的前提下，对紧急或者故障情况进行及时保护，确保空间站太阳翼的安全性。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种空间站太阳翼驱动控制保护方法，实现对航天领域空间站大型对日定向太阳翼特有的驱动控制形式进行保护。

2、为了解决上述技术问题，本发明公开了一种空间站太阳翼驱动控制保护方法，包括：软件保护、硬件保护和传动链保护；其中，软件保护为最顶层保护，硬件保护为最底层保护，传动链保护为中间层保护，三层保护有机结合。

3、在上述空间站太阳翼驱动控制保护方法中，软件保护，包括：通信异常后自动停转保护、太阳翼最大加速度保护、摩擦阻力增大分级保护。

4、在上述空间站太阳翼驱动控制保护方法中，硬件保护，包括：电机过流保护、制动器过流保护和离合器过流保护。

5、在上述空间站太阳翼驱动控制保护方法中，传动链保护是为保护空间站太阳翼的传动装置而设计的电机、制动器、离合器、驱动锁定机构以及切换锁定机构相互间的动作约束保护。

6、在上述空间站太阳翼驱动控制保护方法中，针对软件保护，有：对速度指令增量大于0.00096°/s的指令进行识别判断；在通信中断后，屏蔽后续指令，同时按照通信中断前最后一次接收的指令运行；如果需要再次启动接收新的指令，需要地面人为发送一条“恢复控制”指令，此后可以继续响应新的控制指令。

7、在上述空间站太阳翼驱动控制保护方法中，针对硬件保护，有：电机、制动器和离合器均使用滞回比较滤波电路；针对离合器过流保护和制动器过流保护，需要同时满足加断电状态和电流幅值条件才可以触发保护。

8、在上述空间站太阳翼驱动控制保护方法中，针对传动链保护，有：当离合器脱开或者制动器制动时不接受太阳翼动作指令，驱动锁定机构不允许转动；太阳翼正在运动时，不接受制动器加电指令；当电机在单独运动时，不接受离合器加电指令；当电机过流后，自动脱开离合器；当离合器过流后，自动停转电机；当切换锁定机构处于锁紧状态，不允许进行驱动锁定机构运动；当驱动锁定机构运动时，不允许进行切换锁定机构运动。

9、在上述空间站太阳翼驱动控制保护方法中，上述保护方法针对空间站太阳翼特有的结构形式和负载特点进行设计；其中，空间站太阳翼的传动链由制动器、永磁同步电机、离合器、减速传动装置、驱动锁定装置和切换锁定装置组成。

10、本发明具有以下优点：

11、本发明公开了一种空间站太阳翼驱动控制保护方法，针对空间站太阳翼特有的结构形式和驱动特点进行设计的保护，具备软件、硬件以及传动链三层全套保护的优点；所设计软件保护是根据太阳翼运动特点和机构能承受的负载大小所设计；所设计硬件保护可以同时对电机、制动器和离合器进行过流保护，且设计了专门的判定准则具备防止误判优点；所设计传动链保护可以将太阳翼驱动机构各环节紧密结合进行相关约束保护。

技术特征：

1.一种空间站太阳翼驱动控制保护方法，其特征在于，包括：软件保护、硬件保护和传动链保护；其中，软件保护为最顶层保护，硬件保护为最底层保护，传动链保护为中间层保护，三层保护有机结合。

2.根据权利要求1所述的空间站太阳翼驱动控制保护方法，其特征在于，软件保护，包括：通信异常后自动停转保护、太阳翼最大加速度保护、摩擦阻力增大分级保护。

3.根据权利要求1所述的空间站太阳翼驱动控制保护方法，其特征在于，硬件保护，包括：电机过流保护、制动器过流保护和离合器过流保护。

4.根据权利要求1所述的空间站太阳翼驱动控制保护方法，其特征在于，传动链保护是为保护空间站太阳翼的传动装置而设计的电机、制动器、离合器、驱动锁定机构以及切换锁定机构相互间的动作约束保护。

5.根据权利要求1或2所述的空间站太阳翼驱动控制保护方法，其特征在于，针对软件保护，有：对速度指令增量大于0.00096°/s的指令进行识别判断；在通信中断后，屏蔽后续指令，同时按照通信中断前最后一次接收的指令运行；如果需要再次启动接收新的指令，需要地面人为发送一条“恢复控制”指令，此后可以继续响应新的控制指令。

6.根据权利要求1或3所述的空间站太阳翼驱动控制保护方法，其特征在于，针对硬件保护，有：电机、制动器和离合器均使用滞回比较滤波电路；针对离合器过流保护和制动器过流保护，需要同时满足加断电状态和电流幅值条件才可以触发保护。

7.根据权利要求1或4所述的空间站太阳翼驱动控制保护方法，其特征在于，针对传动链保护，有：当离合器脱开或者制动器制动时不接受太阳翼动作指令，驱动锁定机构不允许转动；太阳翼正在运动时，不接受制动器加电指令；当电机在单独运动时，不接受离合器加电指令；当电机过流后，自动脱开离合器；当离合器过流后，自动停转电机；当切换锁定机构处于锁紧状态，不允许进行驱动锁定机构运动；当驱动锁定机构运动时，不允许进行切换锁定机构运动。

8.根据权利要求1所述的空间站太阳翼驱动控制保护方法，其特征在于，上述保护方法针对空间站太阳翼特有的结构形式和负载特点进行设计；其中，空间站太阳翼的传动链由制动器、永磁同步电机、离合器、减速传动装置、驱动锁定装置和切换锁定装置组成。

技术总结
本发明公开了一种空间站太阳翼驱动控制保护方法，包括：软件保护、硬件保护和传动链保护；软件保护为最顶层保护，硬件保护为最底层保护，传动链保护为中间层保护，三层保护有机结合。软件保护包括：通信异常后自动停转保护、太阳翼最大加速度保护、摩擦阻力增大分级保护；硬件保护包括：电机过流保护、制动器过流保护和离合器过流保护；传动链保护是为保护空间站太阳翼的传动装置而设计的电机、制动器、离合器、驱动锁定机构以及切换锁定机构相互间的动作约束保护。本发明是针对空间站太阳翼特有的结构形式和负载特点，设计的一种从软件、硬件到机构传动装置整套的保护策略，实现航天领域空间站大型对日定向太阳翼特有的驱动控制形式进行保护。

技术研发人员：付培华,邱海辉,丁承华,岑启锋,常鑫刚,张永杰
受保护的技术使用者：上海航天控制技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11