[發明專利]一種具有在軌故障診斷及自主處理功能的天線展開控制器

在審

• 申請號: 201710356079.5
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107240756A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 周偉幸;陳偉;蔣范明;孫海林;周建華
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: H01Q1/08
• 分類號: H01Q1/08
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本發明涉及天線展開控制設備技術領域，特別涉及一種具有在軌故障診斷及自主處理功能的天線展開控制器。

背景技術

運載火箭整流罩對航天器天線的尺寸有嚴格限制，目前航天器天線廣泛采用可展開結構，發射時收攏，入軌后展開。天線作為衛星的主要載荷，其是否能夠在軌正常展開，決定了衛星在軌運行的性能。天線的展開可采用電機驅動，彈簧或記憶合金驅動等方式。其中電機驅動的特點是，天線展開過程平穩，展開過程易于控制，展開精度高，對結構的沖擊比較小。但電機驅動的展開機構需要有展開控制器進行驅動控制，作為復雜的電子單機產品，其設計的可靠性直接決定了天線是否能夠正常展開。目前在軌使用的天線展開控制器，只能根據地面上傳指令，執行單一的展開、停轉或收攏動作，其存在如下缺點：

(1)展開控制器無法自動判斷天線卡滯、控制電路程序跑飛、驅動線路異常等故障現象，需要地面人員監測遙測參數，并人為地判斷故障類型。

(2)當出現天線卡滯、程序跑飛、驅動線路異常等故障現象時，需要在航天器與地面基站指令通道暢通的條件下，由地面人員發出新的指令，開展故障處理。在測控弧段之外發生故障時，地面人員無法判斷并排除故障。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有在軌故障診斷及自主處理功能的天線展開控制器，以解決天線展開控制器無法在軌自主診斷并處理故障的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：提供一種具有在軌故障診斷及自主處理功能的天線展開控制器，包括：驅動模塊，接收控制模塊的換向和電流控制信號，將兩者功率放大后，連接至天線機構中的電機；控制模塊，包括單片機、復位電路、模數轉換電路及數模轉換電路，所述單片機通過指令接口收到相應指令后，產生相序信號，作為電機換向信號連接至所述驅動模塊，同時所述單片機控制數模轉換電路產生連續變化的電壓信號，作為電流控制信號連接至所述驅動模塊；電流檢測電路，分別與所述驅動模塊和所述控制模塊相連，將所述驅動模塊中輸出的遙測電流信號轉化為電壓信號連接至所述控制模塊中的模數轉換電路；角度檢測電路，分別與角度傳感器和所述控制模塊連接，將天線機構中表征天線角度的阻值線性轉化為電壓信號連接至所述控制模塊中的模數轉換電路；電源模塊，連接所述控制模塊，為各電路提供二次電源；切換模塊，連接所述控制模塊和電源模塊，當所述控制模塊發生程序跑飛故障時，所述控制模塊中的復位電路產生自主切換信號，控制切換模塊將供電電源切換至備份。

進一步地，所述控制模塊包括主份控制模塊和備份控制模塊，兩者完全一致，主份控制模塊包括主份單片機最小系統、主份復位電路、主份模數轉換電路及主份數模轉換電路，備份控制模塊包括備份單片機最小系統、備份復位電路、備份模數轉換電路及備份數模轉換電路。

進一步地，所述電流檢測電路包括主份電流檢測電路和備份電流檢測電路，兩者完全一致，所述主份電流檢測電路與所述主份控制模塊連接，所述備份電流檢測電路與所述備份控制模塊連接。

進一步地，所述驅動模塊包括主份驅動模塊和備份驅動模塊，兩者完全一致，主份驅動模塊接收主份控制模塊的換向和主份電流控制信號，將兩者功率放大后，連接至天線機構中的主份電機繞組，備份驅動模塊接收備份控制模塊的換向和備份電流控制信號，將兩者功率放大后，連接至天線機構中的備份電機繞組。

進一步地，所述電源模塊包括主份電源模塊和備份電源模塊，兩者完全一致，并互相連接，所述主份電源模塊與主份控制模塊連接，所述備份電源模塊與所述備份控制模塊連接。

本發明提供的具有在軌故障診斷及自主處理功能的天線展開控制器，其中的控制模塊、電流檢測電路、角度檢測電路、驅動模塊和電源模塊均為獨立的冗余備份電路，可人為或自動切換主備份電路，提高了展開控制器的可靠性。利用電流檢測電路和控制模塊采集天線展開電機驅動電流，當電機電流長時間為零，則認為天線驅動故障，此時，天線展開控制器根據設定流程自動切換至備份電路，處理驅動故障，無需人為干預，自動處理驅動電路故障。利用角度檢測電路和控制模塊采集天線機構展開角度，當電機電流不為零，展開角度長時間無變化，則認為天線產生卡滯故障，此時，天線展開控制器根據設定流程自動收攏30s，再繼續展開天線，無需人為干預，自動處理天線卡滯故障。

附圖說明

下面結合附圖對發明作進一步說明：

圖1為本發明實施例提供的具有在軌故障診斷及自主處理功能的天線展開控制器模塊結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的主份控制模塊結構示意圖；