[發明專利]非接觸雙超衛星平臺及其相對位置避碰控制方法

在審

• 申請號: 201710876468.0
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107804483A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 許域菲;謝進進;鄧逸凡;張凱華;張偉;鄧成晨;裘俊
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: B64G1/10
• 分類號: B64G1/10;B64G1/24
• 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

1.一種非接觸雙超衛星平臺，其特征在于，包括：

所述載荷艙，專注超精超穩任務，安裝有效載荷、星敏感器、光纖陀螺和有效載荷控制單元；

所述服務艙，提供基礎服務，安裝有驅動機構、推力器、動量輪，太陽電池陣和控制單元；

所述磁浮機構，以非接觸形式連接載荷艙和服務艙，這種連接形式保證了服務艙振動干擾不會傳輸至載荷艙，實現超精超穩精控。

2.根據權利要求1所述的非接觸雙超衛星平臺，其特征在于，所述磁浮機構上設有相對位置測量裝置和解耦控制單元，相對位置測量裝置用于檢測載荷艙和服務艙的相對位置信息并反饋給解耦控制單元，解耦控制單元解算出控制指令并驅動磁浮機構使其產生控制力，使載荷艙和服務艙的相對位置保持在期望的閾值內，實現兩艙相對位置的避碰控制。

3.根據權利要求1所述的非接觸雙超衛星平臺，其特征在于，所述磁浮機構由永久磁鐵端和線圈端組成，線圈端固連于服務艙，永久磁鐵端固連于載荷艙，兩者采用但不限于采用電磁力或靜電力方式產生控制力，通過控制線圈中的電流變化來調節控制力，進而調節載荷艙和服務艙之間的相對位置，防止兩艙發生碰撞。

4.根據權利要求1所述的非接觸雙超衛星平臺，其特征在于，所述非接觸雙超衛星平臺采用四對八個非接觸磁浮機構，以正交或平行的方式安裝于載荷艙和服務艙之間。

5.一種非接觸雙超衛星平臺的相對位置避碰控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、設計非接觸雙超衛星平臺：將衛星分為載荷艙和服務艙兩部分，采用非接觸磁浮機構連接載荷艙和服務艙，實現動靜隔離；

步驟二、設計預判點，將兩艙對接面上最易發生碰撞的危險點定義為預判點，將磁浮機構的線圈端看做一條直線，則線圈伸入磁鐵時，線圈的頂點與磁鐵內壁的距離是最小的，是最易發生碰撞的危險點；

步驟三、設計允許域，對磁鐵定義一個線圈允許運動的范圍，在此范圍內線圈與磁鋼不會發生碰撞，將其定義為允許域；

步驟四、設計避碰邏輯，結合所設計的允許域，給出預判點與磁鐵之間的避碰邏輯，以便確定是否進行兩艙相對位置控制。

6.根據權利要求5所述的非接觸雙超衛星平臺的相對位置避碰控制方法，其特征在于，所述步驟二包括以下步驟：

步驟二十一、步驟二采用第一磁浮機構到第八磁浮機構；第一磁浮機構和第四磁浮機構沿著軸向的運動，與第五磁浮機構沿著徑向的運動情況一致；第五磁浮機構沿著軸向的運動，與第六磁浮機構和第八磁浮機構B4沿著徑向的運動情況一致；

步驟二十二、第一磁浮機構和第二磁浮機構沿著軸向的運動，與第六磁浮機構沿著徑向的運動情況一致；第六磁浮機構沿著軸向的運動，與第五磁浮機構和第七磁浮機構沿著徑向運動情況一致；

步驟二十三、第六磁浮機構和第八磁浮機構沿著徑向的運動，與第五磁浮機構沿著徑向的運動情況一致；第五磁浮機構沿著軸向的運動，與第一磁浮機構和第三磁浮機構沿著徑向的運動情況一致；

步驟二十四、由于磁浮機構正交或平行安裝的結構特點，使得各磁浮機構的線圈軸向與徑向方向的運動存在著相互約束，因此根據這一約束關系，將預判點軸向方向的運動作為邏輯判斷的基準；根據磁浮機構線圈軸向運動的情況，將磁浮機構分成如下三組：

x軸方向：第六磁浮機構、第八磁浮機構；

y軸方向：第五磁浮機構、第七磁浮機構；

z軸方向：第一磁浮機構、第二磁浮機構、第三磁浮機構、第四磁浮機構；

步驟二十五、根據上述分組，每個方向僅需選取一個磁浮機構來代表該方向沿著軸向運動，因此最終可將預判點的簡化為三個，本發明中選取的預判點如下：

x軸方向：第六磁浮機構的線圈；

y軸方向：第五磁浮機構的線圈；

z軸方向：第一磁浮機構的線圈。