[發明專利]航天光學遙感器調焦控制電路的仿真測試方法

無效

• 申請號: 200710056147.2
• 申請日: 2007-10-11
• 公開（公告）號: CN101140468A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 胡君;吳偉平
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 趙炳仁

技術領域

本發明屬于工業自動化領域，涉及對遙感器調焦控制電路的仿真檢測技術。

背景技術

航天光學遙感器有效載荷控制系統，根據衛星導航系統實時給出的當前軌道的方位、高度、速度和傾斜角度等信息，實時向光學鏡頭調焦控制系統發布命令和參數，調焦控制系統經接收、識別和計算處理后，控制步進電機的同一軸系的光學鏡頭機械執行機構，完成一次調焦任務。同時讀出與步進電機同軸相連的絕對式光電編碼器上的角度值，把當前光學鏡頭的實際調焦位置角度值反饋給調焦控制電路，形成閉環與開環相結合的復合控制方法(如圖3所示)。

步進電機作為航天光學遙感器調焦驅動件時，要求步進電機的驅動電路等配套電路功能上盡可能專用化，尺寸上盡可能的小，以便增加電路的可靠性，減輕航天光學遙感器的載重。一般對步進電機的信號源、驅動放大電路的檢測通常應用示波器等設備來完成。但隨著航天領域的不斷發展，各種開發任務的周期不斷縮短，對檢測設備在功能上和時效性上的要求不斷提高。以前繁瑣的測試方法已不能滿足要求。開發操作簡單、功能強大、測試速度快、具有長時間檢測、監測和事后分析能力的專用航天測試設備成為必然的趨勢。

發明內容

本發明的目的是提出一種能在地面上長時間實時監視、記錄和檢測航天光學遙感器調焦控制電路的仿真測試方法，以適應多功能、長時間、快速檢測的需要。

本發明方法是將一由電壓調理電路、模數轉換電路、微型計算機系統和串口通訊電路組成的調焦控制仿真測試閉環系統，連接在所述的被測調焦控制電路上，對調焦控制電路中的脈沖數、幅值、頻率和相位信號進行檢測，其測試程序為：

a.通過電壓調理電路對調焦控制電路的控制信號進行電壓調理，將調焦控制電路的輸出信號電壓按固定比例調整到模數轉換電路可接受的電壓范圍；

b.對調焦控制電路的信號進行采集，微型計算機以高頻、長時間連續采集經過調理后的調焦控制電路中電機各相位的控制信號，所述的相位為二相位～五相位，視具體設計需要確定多少相位的電機；

c.對調焦控制電路的信號進行預處理，首先對模數轉換電路采集的信號進行分析，確定各相位脈沖的電平高低及相位關系，再計算脈沖的頻率和脈沖數，并將它們分類存儲在計算機存儲器中；

d.對調焦控制電路中的脈沖數、幅值、頻率和相位信號進行檢測；將檢測到的錯誤信息顯示在微型計算機屏幕上；

e.對反饋信息修正計算，航天光學遙感器的焦距對應的位置由兩部分組成，一是當前光學焦距對應的步進電機所處的物理位置Pos0，二是步進電機旋轉所應移動的物理位置長度Pm，(Pos0+Pm)形成了新的空間相機光學焦距調整反饋物理位置Pos1。所謂的物理位置Pos0和長度Pm實際上是物理位置Pos0和長度Pm所對應保留在微型計算機的脈沖數X₀和由微型計算機接收到需要移動的脈沖數P_i，即形成調焦工作(X₀±P_i)脈沖數；

f.反饋修正仿真調焦控制，當經反饋信息修正計算后，微型計算機立即把新的反饋物理位置數Pos1，按RS422串行通訊協議規定的格式，經RS422串行線路，再發送給調焦控制電路。

本發明方法的優點是：

1.本發明針對航天光學遙感器焦距控制電路的監測問題，計算機按步進電機接收控制電路輸出的信息，仿真編碼器的功能輸出角度，形成閉環檢測。利用了計算機高速處理和顯示功能，實時監控航天光學遙感器調焦控制電路，充分考慮了航天光學遙感器在各種實際環境中可能出現的不同狀態，從而解決了航天光學遙感器調焦控制電路長期工作時的仿真檢測問題，而且還避免了直接采用步進電機進行地面試驗帶來的不直觀和誤差，這種長期檢測對實際精選的步進電機及負載部分的損傷等問題有著重要的意義。

2.由于充分利用了計算機的計算速度、計算精度和實時顯示的能力，在仿真測試的過程中可長時間實時檢測脈沖寬度、脈沖頻率和電壓幅值，對驗證航天光學遙感器調焦控制電路的穩定性和可靠性提供了重要的手段及設備。

附圖說明

圖1是本發明航天光學遙感器調焦控制電路的仿真測試方法測試系統原理示意圖；

圖2航天光學遙感器光學鏡頭調焦控制基本原理示意圖。

具體實施方式

以下結合實例對本發明進行詳細說明，以便對本發明的目的、特征及優點進行更深入的理解。