[發明專利]自調平式吊具控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201410247661.4
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104098031A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 姚君磊;車臘梅;陳小弟
• 申請（專利權）人: 上海衛星裝備研究所
• 主分類號: B66C13/22
• 分類號: B66C13/22;B66C13/44
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及星箭對接調平控制系統技術領域，具體地，涉及一種自調平式吊具控制系統及控制方法，應用于多種航天器星箭對接或載荷與平臺水平對接。

背景技術

當今衛星航天器領域進入了快速發展時期，多個工程項目并行開展，不論是衛星產品研制的數量，還是種類都大幅提升。隨著衛星大型化和復雜化程度顯著提高，衛星AIT過程對操作的質量、精度和安全性要求都有了質的飛躍。

衛星與適配器對接(尤其星箭對接)，以及衛星艙體之間對接對起吊水平要求較高，但國內現有調平吊具多屬機械調平類型，調平精度與人為操作因素相關，調平周期耗時長、調平精度低(一般為4mm/m)、精度可靠性較低。因此，對接操作設備需引入自調平技術，減少認為因素的介入，實現資源優化配置。

國外航天器領域的智能吊具作為工裝設備主要組成部分，其工業控制程度達較高水平，形成了通用化、智能化、多元化的設計理念。以法國泰雷茲·阿萊尼亞宇航公司為例，該公司設計的自動調平吊具，通過嵌入式控制系統結合電機伺服驅動控制機構，實現自動調節主吊點在X、Y向的位置，從而實現吊具自身水平，且其整個調平工況于空中完成。此自調平吊具控制算法采用插補解算法，解算程序較為復雜，且調平精度受限控制器的解算精度，解算精度一般不高，整個吊具的調平精度低于2mm/m。

國內航天器領域的智能吊具研制機構起步較早為北京航天設備制造廠。該廠制造的自動調平吊具具備一定的水平自動調平能力，其調平原理同樣基于調節主吊點的位置，實現吊具自身水平。但限于控制系統架構的局限性，調平精度理論值達到2mm/m，調平時間長于2分鐘。

鑒于航天器領域高精度水平對接需求，國內現有調平吊具多為機械調平裝置，另外，現行研究設計的自調平吊具控制系統控制原理較為落后，操作過程較為復雜，調平效率與調平精度均有待提高。

因此，業界需要改進的自調平吊具控制系統。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種自調平式吊具控制系統及控制方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

根據本發明的一個方面，提供了一種自調平式吊具控制系統，包括手持設備模塊、伺服電機控制模塊、聲光報警模塊、拉力傳感器模塊、接近開關模塊以及主控單元模塊，所述手持設備模塊通過主控單元模塊分別控制伺服電機控制模塊、聲光報警模塊、拉力傳感器模塊和接近開關模塊；其中：

-手持設備模塊，用于向主控單元模塊輸出控制信息，并實時監控吊具的狀態信息；

-主控單元模塊，用于將手持設備模塊發出的控制信息處理后輸出至伺服電機控制模塊、聲光報警模塊、拉力傳感器模塊和接近開關模塊，并將主控單元模塊、伺服電機控制模塊、聲光報警模塊、拉力傳感器模塊和接近開關模塊反饋的狀態信息處理后返回至手持設備模塊；

-伺服電機控制模塊，用于驅動伺服電機；

-聲光報警模塊，用于輸出報警信號；

-拉力傳感器模塊，用于采集吊具的吊點拉力值；

-接近開關模塊，用于發出接觸信號，手持設備模塊根據接觸信號數量判斷是否能夠調平。

優選地，所述手持設備模塊包括：手持RS232通信模塊、手持ZigBee無線通信模塊、顯示器、8位處理器、電源模塊以及按鍵模塊，所述按鍵模塊與8位處理器模塊相連接，用于處理按鍵模塊輸入的控制信息；所述8位處理器模塊將控制信息通過手持RS232通信模塊和/或手持ZigBee無線通信模塊輸送至主控單元模塊，所述顯示器與8位處理器相連接，用于顯示主控單元模塊、伺服電機控制模塊、聲光報警模塊、拉力傳感器模塊以及接近開關模塊反饋的狀態信息；所述電源模塊通過主控單元模塊向自調平式吊具控制系統供電。

優選地，所述8位處理器設置有時鐘控制指令單元，當系統調平時間累計超過設定時間時，8位處理器向主控單元模塊發出中斷指令，控制伺服電機控制模塊停止工作。