[發明專利]一種雙自由度太陽翼驅動機構的星上自主故障診斷方法

有效

• 申請號: 202110333111.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113126594B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 任濤;陳楊;辛星;金震
• 申請（專利權）人: 航天科工空間工程發展有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G01B7/30
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 王德楨

1.一種雙自由度太陽翼驅動機構的星上自主故障診斷方法，驅動機構的A軸、B軸分別由電機、驅動軸以及測角傳感器組成，A軸、B軸共用驅動控制器，其特征在于，包括：

S0、采集太陽翼驅動機構測角傳感器值和步數值；

S1、將所述測角傳感器值和步數值轉換到角度，計算測角傳感器角度和步數角度的差值；角度差值絕對值小于一定門限時，則太陽翼驅動機構工作正常；若差值大于門限，則太陽翼驅動機構A軸或B軸故障；

S2、采集太陽翼電池電流，根據太陽翼電池電流與太陽入射角關系計算出實際太陽入射角；

S3、根據A軸和B軸步數角度和測角傳感器角度計算本體系下的太陽翼法線向量；

S4、根據所述太陽翼法線向量計算出理論太陽入射角；

S5、計算理論太陽入射角與實際太陽入射角差值絕對值，根據差值絕對值的大小裁決驅動機構的驅動或測角傳感器是否有故障。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1的故障判定結果包括：

事件一：A軸故障，B軸未故障，即A軸的步數角度和測角傳感器角度差值絕對值大于門限；

事件二：A軸未故障，B軸故障，即B軸的步數角度和測角傳感器角度差值絕對值大于門限；

事件三：A、B軸都故障，即A軸的步數角度和測角傳感器角度差值絕對值大于門限，B軸的步數角度和測角傳感器角度差值絕對值也大于門限。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，實際太陽入射角的計算式為：

β＝arccos(I/Imax)

式中，β為實際太陽入射角，I為太陽翼電池電流，Imax為太陽翼可以輸出的最大電流值，可由試驗測試得到。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述S3包括：

當S1的判定結果為事件一時，以B軸測角傳感器角度為有效角度，分別與A軸的步數角度、測角傳感器角度計算出衛星本體系下太陽翼法向量

當S1的判定結果為事件二時，以A軸測角傳感器角度為有效角度，分別與B軸的步數角度和測角傳感器角度計算出衛星本體系下太陽翼法向量

當S1的判定結果為事件三時，以A軸測角傳感器角度分別與B軸的步數角度和測角傳感器角度計算出衛星本體系下太陽翼法向量

以A軸步數角度分別與B軸的步數角度和測角傳感器角度計算出衛星本體系下太陽翼法向量

其中，B₁為B軸的步數角度，B₂為B軸測角傳感器角度，A₁為A軸步數角度，A₂為A軸測角傳感器角度，M為太陽翼安裝矩陣。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S0包括：

S000、判斷太陽翼驅動控制器是否上電狀態若是執行S001，若否跳出；

S001、判斷太陽翼驅動控制器是否第一次上電，若是執行S002，若否執行S003；

S002、星上計算機將關鍵變量步數值發送給驅動機構控制器，使驅動機構控制器步數計數以此步數值為起點計數；

S003、采集所述驅動機構的測角傳感器值和步數值，將所述測角傳感器值轉換到對應步數值，并存入關鍵變量；

S004、將關鍵變量備份在電源控制器中。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述理論太陽入射角計算式為

式中，表示本體系下太陽矢量，表示太陽翼法向量θ表示不同法向量通過上式分別計算得到對應的太陽入射角θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅、θ₆、θ₇、θ₈。