[發明專利]一種空間太陽能電站電池板角度控制結構

在審

• 申請號: 202010186040.5
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111338389A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 魏乙;邵珠艷;張興秋;劉建康
• 申請（專利權）人: 濟寧醫學院
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京東巖躍揚知識產權代理事務所(普通合伙) 11559
• 代理人: 葉平

1.一種空間太陽能電站電池板角度控制結構(4)，其連接空間太陽能電站(100)的主體(1)和太陽能電池板(2)，其特征在于，太陽能電站的主體在姿態調整時，空間太陽能電站電池板角度控制結構驅動太陽能電池板同步旋轉，從而太陽能電池板保持太陽光矢量方向截面積。

2.根據權利要求1所述的空間太陽能電站，其特征在于：空間太陽能電站還包括遙感、命令天線和傳送器(3)，并將能量通過傳送器(3)無線的方式傳回地球。

3.根據權利要求1所述的空間太陽能電站電池板角度控制結構，其特征在于：還包括驅動電機(8)，驅動電機(8)的電機軸(81)與太陽能電池板(2)的主軸(5)以定傳動比方式傳動相連，電機軸(81)的端部連接有磁性轉子(82)，磁性轉子(82)與檢測定子(84)配合，檢測電機軸(81)的旋轉相位；主軸(5)圓周外側還設有磁點(6)，主體在磁點相應位置上設有霍爾開關(7)，其用于在主軸(5)位于相對于主體(1)的預定的位置時提供指示信號；霍爾開關(7)為永久磁鐵，在檢測到磁點(6)的磁場時提供指示信號；預定義主軸(5)相對于主體(1)的旋轉起始點，及預定義起始點對應的角度；每次激勵霍爾開關(7)，磁點(6)的角位置與磁性轉子(82)的角位置相關聯，磁點(6)旋轉周期與相位與磁性轉子(82)均不同，霍爾開關的位置指示信號和檢測定子(84)的位置檢測信號的每個組合對應于主軸(5)的唯一的角位置，每組組合數據預先存儲在航天器控制處理器的隨機訪問存儲器中。

4.根據權利要求3所述的空間太陽能電站電池板角度控制結構，其特征在于：檢測定子(84)用于確定磁性轉子(82)的旋轉位置，磁性轉子(82)為條型磁鐵，且其磁場N極和S極分別位于電機軸(81)的兩端，并且相對于旋轉軸線(83)產生可旋轉地非對稱磁場，檢測定子(84)與磁性轉子(82)相臨表面設置多組霍爾傳感器組，每一組霍爾傳感器組包括兩個霍爾傳感器并相位相隔180度，兩個霍爾傳感器的連線與磁性轉子(82)產生的磁場平行并與旋轉軸線(83)垂直，兩個霍爾傳感器同時產生的磁檢測信號共同來確定磁性轉子(82)的位置。

5.根據權利要求3所述的空間太陽能電站電池板角度控制結構，其特征在于：霍爾開關(7)被施加通過電壓放大器放大后的電壓，并對與主軸(5)的旋轉對應的磁點(6)激發的磁場強度的進行檢測，將具有與所檢測的磁場強度對應的電壓值的電壓信號輸出，電壓信號再次進行放大，并將電壓值輸出給航天器控制處理器的信號處理機構，信號處理機構取得電壓信號后進行A/D轉換，信號處理后向航天器控制處理器(8)輸出主軸(5)的角位置信號。

6.根據權利要求3所述的空間太陽能電站電池板角度控制結構，其特征在于：磁點(6)為多個，相應的主軸(5)上的霍爾開關(7)也為多個，航天器控制處理器根據多個霍爾開關(7)的信息綜合處理主軸(5)的角位置信號。

7.一種空間太陽能電站電池板角度控制方法，具體為：

S1)空間太陽能電站(100)接收姿態調整命令；

S2)計算主體(1)偏轉角度γ，獲取當前偏移角β，并預定義主軸(5)相對于主體(1)的旋轉起始點，及預定義起始點對應的角度；

S3)根據偏轉角度γ和偏移角β計算主體(1)與太陽能電池板(2)的主軸(5)的相對轉角；

S4)在主體姿態調整的同時，驅動電機(8)驅動主軸(5)旋轉，當檢測定子(84)和霍爾開關(7)的信號組合符合預定相位組合時，完成角度控制操作

其中，偏移角β，太陽能電池板2相對于地球最低點傾斜定義為偏移角β；偏轉角度γ，主體相對于主體與地球地心連線的偏轉角度γ。

8.根據權利要求7所述的空間太陽能電站電池板角度控制方法，其特征在于：當步驟S1)中空間太陽能電站接收姿態調整命令包括轉移軌道命令時，步驟S2)中計算偏轉角度γ，獲取當前偏移角β及平面傾斜α；

其中，平面傾斜α為空間太陽能電站相對于地球繞太陽軌道的平面傾斜角度。

9.根據權利要求7所述的空間太陽能電站電池板角度控制方法，其特征在于：步驟S2)中還計算空間太陽能電站姿態調整需要的時間，并在步驟S4)中在相應的姿態調整的時間內勻速或變速完成角度控制操作,從而太陽能電池板保持太陽光矢量方向截面積。