[發(fā)明專利]星載旋轉相機在線動平衡裝置及方法

有效

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• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107219039B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 曹喜濱;孔憲仁;李海勤;陳雪芹;武晨;楊振國
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01M1/16
• 分類號: G01M1/16
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 李梅香;張穎玲

技術領域

本發(fā)明涉及電子技術領域，尤其涉及一種星載旋轉相機在線動平衡裝置及方法。

背景技術

星載旋轉相機是衛(wèi)星的重要部件之一，搭載在衛(wèi)星上的星載旋轉相機，稱之為星載旋轉相機。星載旋轉相機在軌工作時需要快速而準確攝像目標，進行攝像，這對整個衛(wèi)星及相機轉子的平衡和穩(wěn)定提出了很高的要求。星載旋轉相機在設計裝配過程中的質量偏心會使其在軌工作的過程中會使衛(wèi)星及相機產生偏心振動，即使是非常微弱的振動也會嚴重威脅著相機攝像的對準精度，同時也對整個衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定和壽命帶來了極為不利的影響，因此必須采用自動平衡技術來盡量消除不平衡質量的影響。

然而，利用自動平衡技術來消除不平衡質量，必須先檢測出這種相機的自身的不平衡質量。但是，現(xiàn)有的技術對轉子的轉速區(qū)間有很大的限制，對于星載相機這種超低速運動的轉子，其不平衡量的幅值的頻率都很低，檢測效果非常差。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明實施例期望提供一種星載旋轉相機在線平衡裝置及方法，至少部分解決上述問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明實施例提供一種星載旋轉相機在線平衡裝置，包括：

檢測子系統(tǒng)，包括：振動傳感器及轉速傳感器，其中，所述振動傳感器安裝在星載旋轉相機的定子上，或安裝在軸承與所述定子連接的外周上；所述振動傳感器，用于檢測所述星載旋轉相機在旋轉偏心導致的振動，以獲得振動信號；所述轉速傳感器，用于檢測所述星載旋轉相機的相機轉子的轉速狀況，以獲得轉動信號；

測量子系統(tǒng)，與所述檢測子系統(tǒng)相連，用于接收所述振動信號及所述轉動信號，基于所述轉動信號對所述振動信號進行干擾過濾，獲得過濾后的振動信號；

控制子系統(tǒng)，與所述測量子系統(tǒng)相連，用于接收所述過濾后的振動信號，基于所述振動信號及平衡策略，生成控制指令；

平衡裝置，與所述控制子系統(tǒng)相連，包括：一個或多個平衡頭；所述平衡裝置，用于接收并解碼所述控制指令，基于解碼后的所述控制指令，調整所述平衡頭相對于所述星載旋轉相機的角度。

基于上述方案，所述系統(tǒng)，包括：無線發(fā)射電路及無線接收電路；

所述無線發(fā)射電路，用于將所述控制指令轉換為無線信號，向所述平衡裝置發(fā)射所述無線信號；

所述無線接收電路，用于接收所述無線信號，從所述無線信號中提取所述控制指令。

基于上述方案，所述振動傳感器PVDF壓電薄膜傳感器，且包括三個；以等角度分布在所述定子上或與定子連接的軸承的外周上；

所述轉速傳感器為光電轉速傳感器；

所述光電轉速傳感器包括：第一部分和第二部分；

所述第一部分安裝在所述相機轉子上；

所述第二部分安裝搭載所述星載旋轉相機的衛(wèi)星平臺上；

所述第二部分，用于發(fā)射預定波長的第一光線，并檢測所述第一部分反射所述第一光線形成的第二光線，基于所述第二光線的返回參數(shù)，確定所述星載旋轉相機的轉動信號。

基于上述方案，所述測量子系統(tǒng)，具體用于根據(jù)所述轉動信號確定所述相機轉子的轉動頻率，從所述振動信號中提取與所述轉動頻率一致的振分量作為所述過濾后的振動信號。

基于上述方案，所述平衡裝置包括：與所述相機轉子固定的N個平衡端面及N個平衡頭，其中，每一個所述平衡頭包括：兩個平衡塊，所述N為不小于1的整數(shù)；

所述平衡裝置，用于解碼后的所述控制指令，調整單個所述平衡塊所述平衡面上的位置，和/或，調整同一個平衡端面上兩個平衡塊之前的相對角度。

本發(fā)明實施例第二方面提供一種星載旋轉相機在線動平衡方法，包括：

利用振動傳感器，檢測所述星載旋轉相機在旋轉偏心導致的振動，以獲得振動信號；其中，所述振動傳感器安裝在星載旋轉相機的定子上，或安裝在軸承與所述定子連接的外周上；

利用轉速傳感器檢測所述星載旋轉相機的相機轉子的轉速狀況，以獲得轉動信號；

基于所述轉動信號對所述振動信號進行干擾過濾，獲得過濾后的振動信號；

基于所述振動信號及平衡策略，生成控制指令；

基于所述控制指令，調整一個或多個平衡頭相對于所述星載旋轉相機的角度。

基于上述方案，所述方法還包括：

無線信號發(fā)射電路將所述控制指令轉換為無線信號，向平衡裝置發(fā)射所述無線信號；

平衡裝置的無線接收電路接收所述無線信號，從所述無線信號中提取所述控制指令，其中，所述平衡裝置包括所述平衡頭。