[發(fā)明專利]飛輪自動(dòng)化穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010241000.2
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101886958A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李璟璟;李化義;張迎春;李冬柏;耿云海
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩的測試方法，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)飛輪自動(dòng)化穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩的測試方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星的地面測試過程包括部件測試、分系統(tǒng)測試和整星測試。在部件測試過程中，需要對各個(gè)部件進(jìn)行單獨(dú)的測試，傳統(tǒng)的部件測試都是依賴于人工實(shí)現(xiàn)的。在飛輪的測試中，需要對飛輪的穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測試。在本領(lǐng)域中，所述的飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩是指：將飛輪維持在某一特定轉(zhuǎn)速時(shí)，維持這一轉(zhuǎn)速需要消耗的轉(zhuǎn)矩。測試飛輪的穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩，要求測定飛輪維持在不同轉(zhuǎn)速甚至飽和速度時(shí)的轉(zhuǎn)矩，并且需要經(jīng)過多次測試，用以觀察歷次測試數(shù)據(jù)是否一致。

傳統(tǒng)的飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試主要采用下述方案實(shí)現(xiàn)：選擇飛輪為轉(zhuǎn)速模式，將飛輪維持在需要的轉(zhuǎn)速上，讀取此時(shí)的電壓及電流，將獲得的電壓、電流換算為穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩。

該方案存在的缺陷在于：第一、所述方法采用人工控制飛輪轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致獲得的電壓及電流與理想的飛輪轉(zhuǎn)速下的電壓、電流存在偏差，進(jìn)而導(dǎo)致獲得的飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩存在較大誤差；第二、在實(shí)際衛(wèi)星姿態(tài)控制中，飛輪往往不采用轉(zhuǎn)速模式轉(zhuǎn)動(dòng)，因而無法使用本方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決傳統(tǒng)的飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試中采用人工控制飛輪轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩存在較大誤差及飛輪采用轉(zhuǎn)速模式轉(zhuǎn)動(dòng)無法模擬真實(shí)衛(wèi)星姿態(tài)的問題，提供了一種飛輪自動(dòng)化穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試方法。

本發(fā)明是通過下述方案予以實(shí)現(xiàn)的：飛輪自動(dòng)化穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試方法，所述方法基于的硬件裝置由控制計(jì)算機(jī)和通訊板卡構(gòu)成，控制計(jì)算機(jī)的控制信號輸入輸出端與通訊板卡的控制信號輸入輸出端相連，通訊板卡的飛輪控制信號輸入輸出端與飛輪的飛輪控制信號輸入輸出端相連；

飛輪自動(dòng)化穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試方法：

步驟一、控制計(jì)算機(jī)設(shè)定輸出轉(zhuǎn)矩，并將正轉(zhuǎn)矩指令發(fā)送給飛輪，飛輪根據(jù)所接收到的正轉(zhuǎn)矩指令，調(diào)整自身轉(zhuǎn)速并達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；

步驟二、控制計(jì)算機(jī)發(fā)送零轉(zhuǎn)矩指令給飛輪，飛輪失去轉(zhuǎn)矩，在慣性的作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；

步驟三、控制計(jì)算機(jī)遵循損耗轉(zhuǎn)矩測試算法，調(diào)整飛輪施加轉(zhuǎn)矩，獲得飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明提供了一種飛輪自動(dòng)化穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試方法，該方法針對的對象為轉(zhuǎn)矩模式的飛輪，所述的飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試方法為：首先，控制計(jì)算機(jī)設(shè)定輸出轉(zhuǎn)矩，調(diào)整飛輪自身轉(zhuǎn)速并達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；之后，控制計(jì)算機(jī)發(fā)送零轉(zhuǎn)矩指令給飛輪，飛輪失去轉(zhuǎn)矩，在慣性的作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；最后，控制計(jì)算機(jī)遵循損耗轉(zhuǎn)矩測試算法，調(diào)整飛輪施加轉(zhuǎn)矩，獲得飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明所述的通訊板卡為周立功CAN9810板卡。

本發(fā)明在所述的控制計(jì)算機(jī)上運(yùn)行測試軟件，所述的測試軟件一方面提供損耗轉(zhuǎn)矩測試算法，該測試算法按順序向飛輪發(fā)送不同的飛輪的測試指令，即在測試軟件代碼中預(yù)先集成飛輪認(rèn)可的指令序列，并根據(jù)返回的飛輪狀態(tài)信息，作為測試過程順序執(zhí)行的依據(jù)；另一方面提供用戶操作界面，在界面中對算法中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，所述的測試軟件由C/C++/C#語言編寫。

本發(fā)明中所述的飛輪測試指令分為固定參數(shù)指令和可變參數(shù)指令。其中，固定參數(shù)指令是指不需用戶修改的參數(shù)指令，包括：最大正轉(zhuǎn)矩指令、最大負(fù)轉(zhuǎn)矩指令、零轉(zhuǎn)矩指令、啟動(dòng)電機(jī)指令、停止電機(jī)指令和讀飛輪轉(zhuǎn)速指令。可變參數(shù)指令由用戶在測試軟件的界面中進(jìn)行設(shè)置，能夠?qū)敵龅牧刂颠M(jìn)行設(shè)定，包括：正轉(zhuǎn)矩指令和負(fù)轉(zhuǎn)矩指令。

本發(fā)明所述的最大正轉(zhuǎn)矩指令及最大負(fù)轉(zhuǎn)矩指令根據(jù)飛輪自身的指標(biāo)進(jìn)行設(shè)定；所述的零轉(zhuǎn)矩指令給飛輪停止施加任何轉(zhuǎn)矩；所述的啟動(dòng)電機(jī)指令及停止電機(jī)指令分別為啟動(dòng)和停止飛輪電機(jī)的指令；所述的讀飛輪轉(zhuǎn)速指令將飛輪狀態(tài)返回給控制計(jì)算機(jī)；所述的正轉(zhuǎn)矩指令及負(fù)轉(zhuǎn)矩指令由用戶通過測試軟件界面設(shè)定，用于在測試過程中對飛輪施加一定的力矩，用戶如不進(jìn)行設(shè)置，控制計(jì)算機(jī)執(zhí)行默認(rèn)值。

采用本發(fā)明所述的飛輪自動(dòng)化穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩測試方法，在測試過程中，控制計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)整飛輪的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，飛輪轉(zhuǎn)速測得的電壓電流與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速下獲得的電壓電流不存在偏差，采用本發(fā)明所述的方法測量飛輪穩(wěn)態(tài)損耗轉(zhuǎn)矩不會造成較大誤差；本發(fā)明所述的飛輪采用轉(zhuǎn)矩模式轉(zhuǎn)動(dòng)，與實(shí)際衛(wèi)星姿態(tài)控制中飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)模式相同，能夠模擬真實(shí)衛(wèi)星的姿態(tài)。本發(fā)明所述的損耗轉(zhuǎn)矩測試算法，能夠同時(shí)提供人機(jī)交互界面，使用時(shí)只需人工預(yù)先設(shè)置參數(shù)，由測試軟件按照測試算法自動(dòng)完成測試，通過本發(fā)明所述的測試方法，將難于人工實(shí)現(xiàn)的飛輪穩(wěn)態(tài)損耗力矩測試過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐子谧詣?dòng)化實(shí)現(xiàn)的測試過程，從而彌補(bǔ)了人工測試的不足，達(dá)到了飛輪自動(dòng)化穩(wěn)態(tài)損耗力矩測試的目的。