[發明專利]多點吊掛恒力聯調控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011264119.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112416028B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 劉仁偉;侯鵬;楊興;謝永權;董自瑞;李志慧;徐藝星;董賢達;韓哲鑫;吳晨
• 申請（專利權）人: 上海衛星裝備研究所
• 主分類號: G05D15/01
• 分類號: G05D15/01
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種多點吊掛恒力聯調控制方法及系統，上位機在一個監測調整周期內，計算各吊點的吊掛力與預設的目標吊掛力的偏差分布，依據偏差分布特點，選取對應的多個吊點構成聯調組合吊點，在保持所述聯調組合吊點的目標吊掛合力不變條件下，設置聯調組合吊點中各吊點的目標吊掛力偏移補償量，在下一個監測調整周期，上位機將各吊點補償后的目標吊掛力發送至PLC運動控制器，使各吊掛單元控制吊繩的收放，使各吊點的吊掛力在偏差允許范圍內調整到新的穩定狀態。本發明實現各點吊掛恒力保持與聯調控制，改善多點吊掛力偏差分布均勻性以及聯調的同步性。

技術領域

本發明涉及航天器地面試驗領域，具體地，涉及一種多點吊掛恒力聯調控制方法及系統。

背景技術

航天器多關節機構地面試驗時需對機構重力進行卸載，模擬在軌的空間重力環境下測試機構的功能、環境適應性及可靠性。空間重力環境包括零重力、微重力環境，以及具有特定加速度值的重力環境。目前航天器地面試驗時一般采用氣浮法、導軌-滑輪懸吊法、主動式懸吊法等方法來實現對機構重力的卸載。

氣浮法利用在氣浮組件與氣浮臺形成氣膜，產生氣浮支撐力進行重力卸載，使機構產品在氣浮臺水平面運動時，類似于微重力環境的狀態。但氣浮法不能實現機構具有豎直方向運動時的重力實時卸載。

導軌-滑輪懸吊法利用滑輪上吊繩產生的拉力進行重力卸載，滑輪在頂部組合導軌上低摩擦隨動，機構產品在水平面運動時，類似于微重力環境的狀態。機構具有豎直方向運動時，導軌-滑輪懸吊法需增加配重以實現對機構重力的實時卸載。但導軌-滑輪懸吊法只能在二維水平面或豎直平面的機構運動中具有較好的重力卸載性能，難以滿足機構在空間多維運動中的重力卸載需求。

主動式懸吊法采用伺服單元實時控制吊繩收放位移量，保持吊繩的張緊狀態，使吊掛力穩定在設定的目標吊掛力偏差范圍內，主動懸吊法配合二維隨動單元能夠實現機構在空間多維運動中的重力卸載。現有技術中已經公開發明專利申請(1)《一種主動式重力卸載裝置》，申請號：CN201711207990.6，提出了一種主動式重力卸載裝置的組成，以及通過PLC運動控制器、拉壓力傳感器、編碼器、制動器、伺服電機及減速器實現懸掛力調節的方法，但該方法未涉及多點主動吊掛對多關節機構或同一物體的多個吊點進行重力卸載時，多點吊掛力同步性控制及合力保持的技術方法。類似技術中已公開的發明專利申請(2)《多關節空間機構重力卸載裝置》，申請號：CN201710840028.X，提出了一種使用主動恒拉力控制單元實現重力卸載的方法，使用水平二維隨動伺服平臺實現機構水平面位移的跟蹤，使吊繩始終處于豎直狀態，從而實現多關節空間機構的重力卸載，但該方法未涉及多點吊掛力同步性控制及提升合力保持精度的問題，多關節機構運動時，由于各吊點的隨動速度差異及卸載力值不同，存在多點主動恒拉力調節同步性差、偏差分布差異性大的問題，卸載過程易發生局部吊點位置重力欠卸載或過卸載的現象。

因此，多點主動吊掛對多關節機構進行重力卸載或對同一物體的多個吊點進行吊裝時，在各吊掛單元吊掛力允許的偏差范圍內，如何保持多點吊掛力調節控制的同步性，改善各點吊掛力偏差分布均勻性，提高吊掛合力保持精度，是航天器多關節機構地面試驗中多維運動跟隨時重力實時卸載需要解決的關鍵問題之一。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種多點吊掛恒力聯調控制方法及系統。

根據本發明提供的一種多點吊掛恒力聯調控制系統，包括：上位機8、PLC運動控制器7和多個吊掛單元1；

所述多個吊掛單元1分別與所述PLC運動控制器7電連接；

每個吊掛單元1分別通過吊繩4連接多關節機構2的一個吊點，所述吊掛單元1能夠對所述吊繩4進行收放；

所述吊繩4上設置有拉力傳感器3；