[發明專利]一種基于懸繩拉力測量的振動自抑制太陽帆板

有效

• 申請號: 201710013079.5
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106773706B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 馬境辰
• 申請（專利權）人: 馬境辰
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

一種基于懸繩拉力測量的振動自抑制太陽帆板。所述帆板本體的一端與衛星本體相連接，控制器和電機設置在衛星本體上，凸架的一端固定在帆板本體的中間位置，懸繩的一端固定在帆板本體的自由端，懸繩的另一端和電機相連接，懸繩上串聯有拉力計，懸繩中間的一段與凸架另一端的表面滑動連接，加速度計安裝在帆板本體的自由端。帆板振動時懸繩的拉力發生變化，拉力的變化通過拉力計測量并把數據傳輸給控制器，帆板自由端的振動幅度通過加速度計測量得到，這個數據也傳輸給控制器，控制器根據控制算法控制電機實現懸繩伸縮，從而對懸繩的拉力進行控制。本發明采用懸繩拉力控制方案，這種不基于數學模型的控制方法可以有效解決基于模型的控制存在的弊端。

技術領域

本發明涉及一種基于懸繩拉力測量的振動自抑制太陽帆板，屬于振動自抑制太陽帆板技術領域。

背景技術

太陽帆板是衛星的主要能量來源，衛星的必要部件。太陽帆板在軌工作過程中受到活動載荷、外部干擾的影響可能會產生振動，由于帆板的柔性，在空間特殊環境產生的振動不易衰減，影響了衛星姿態控制系統的姿態穩定度和指向精度，還可能導致不穩定振動，從而影響衛星的正常工作，因此太陽帆板的振動抑制非常重要。

中國專利號ZL201520384925.0(授權公告號CN204726686、授權公告日2015年10月28日)公開了一種衛星太陽帆板的展開機構，沒有涉及帆板的振動抑制問題。

專利申請號201410186509.X(申請公布號CN103926840A、申請公布日2014年7月16日)公開了一種主動抑制太陽帆板撓性振動的方法，以正余弦細分驅動的步進電機為執行機構，建立衛星系統動力學模型，設計輸入成型器來對原始帆板的轉速指令進行整形，有效抑制了帆板的撓性振動。

現有技術有的不考慮太陽帆板的振動問題，有的是基于模型的控制，而太陽帆板是強非線性系統，難以建立精確的數學模型，因此實際控制效果受限。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，進而提供一種基于懸繩拉力測量的振動自抑制太陽帆板。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于懸繩拉力測量的振動自抑制太陽帆板，包括：帆板本體、懸繩、拉力計、控制器、電機、加速度計和凸架，帆板本體的一端與衛星本體相連接，控制器和電機設置在衛星本體上，凸架的一端固定在帆板本體的中間位置，懸繩的一端固定在帆板本體的自由端，懸繩的另一端和電機相連接，懸繩上串聯有拉力計，懸繩中間的一段與凸架另一端的表面滑動連接，加速度計安裝在帆板本體的自由端，拉力計、電機和加速度計分別通過數據線與控制器相連接。

本發明的工作原理是，當帆板振動時懸繩的拉力發生變化，這個拉力的變化通過拉力計測量并把數據傳輸給控制器，帆板自由端的振動幅度也可以通過加速度計測量得到，這個數據也傳輸給控制器，控制器根據控制算法控制電機實現懸繩伸縮，從而對懸繩的拉力進行控制。

本發明采用懸繩拉力控制方案，這種不基于數學模型的控制方法可以有效解決基于模型的控制存在的弊端。本發明采用的是主動抑制方案，并且不依賴數學模型，整個方案結構簡單，實現效果好。

附圖說明

圖1為本發明基于懸繩拉力測量的振動自抑制太陽帆板的整體結構示意圖。

圖2為輸出軸51和懸繩輥輪52的連接關系示意圖。

圖3為帆板本體1的結構示意圖。

圖中的附圖標記，1為帆板本體，2為懸繩，3為拉力計，4為控制器，5為電機，6 為加速度計，7為凸架，8為衛星本體，5- 1為輸出軸，5- 2為懸繩輥輪，b為帆板的寬度，h 為帆板的厚度，l(小寫的L)為帆板的長度。

具體實施方式