[發(fā)明專利]利用懸掛法的磁浮作動器極性測試裝置和方法

有效

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• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113325339B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設計）人: 張健;邊志強;程衛(wèi)強;徐凱;洪振強;栗雙嶺;周麗平
• 申請（專利權）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: G01R31/72
• 分類號: G01R31/72
• 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(fā)明提供了一種利用懸掛法的磁浮作動器極性測試裝置，包括：懸掛組件、磁浮作動器和位移傳感器，根據位移傳感器判斷電流作用下磁鋼組件偏移當地垂線的方向，判斷磁浮作動器輸出力的極性。本發(fā)明還提供了一種利用懸掛法的磁浮作動器極性測試方法，包括如下步驟：將磁浮作動器的磁鋼組件安裝在懸掛繩的托盤上，磁浮作動器的線圈組件安裝在側壁上分別給磁浮作動器的X向線圈通正向和負向兩個方向、大小恒定電流，通過X向位移傳感器判斷其輸出力的極性；分別給磁浮作動器的Y向線圈通正向和負電流，通過Y向位移傳感器判斷其輸出力的極性。本發(fā)明實現(xiàn)快速、直觀地測試磁浮作動器輸出力的極性，保證磁浮作動器裝星極性正確。

技術領域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星復合控制技術領域，具體地，涉及一種利用懸掛法的磁浮作動器極性測試裝置和方法。

背景技術

雙超衛(wèi)星平臺通過艙間的非接觸式磁浮作動器來實現(xiàn)載荷艙和平臺艙的動靜隔離和超高指向精度及超高穩(wěn)定度控制。磁浮作動器作為雙超衛(wèi)星平臺的關鍵執(zhí)行機構，由磁鋼組件和線圈組件兩部分組成。其中，磁鋼組件上安裝由永磁體，線圈組件垂直于永磁體磁場的兩組線圈組成。則當兩組線圈中分別有電流流過時，將分別在線圈和磁鋼組件上產生垂直于電流和磁場方向的二維力，多組磁浮作動器組合即可實現(xiàn)載荷艙平動控制和轉動控制。

根據安培定則，磁浮作動器輸出力的方向垂直于磁浮作動器中磁場的方向以及電流的流向，由磁鋼的NS極方向、輸出電流的電纜接點定義、控制器輸入電流方向、線圈組件的纏繞方向等因素決定。當磁浮作動器完成組裝后，其內部磁場方向和電流流向為不可測項，同時考慮到其輸出力幅值較小，需要設計專門的極性測試設備，測量輸入電流方向和磁浮作動器輸出力極性的對應關系。

經過檢索，專利文獻CN109178344A公開了一種新型磁浮作動器組合布局及高可靠冗余設計方法，對8臺磁浮作動器組合進行布局設計，明確每臺磁浮作動器的安裝要求；建立指令控制力和力矩偽逆分配算法，實現(xiàn)三軸平動控制力和三軸轉動控制力矩的解耦輸出，滿足雙超衛(wèi)星平臺載荷艙姿態(tài)和兩艙相對質心位置的解耦控制需求；通過對力和力矩分配矩陣秩的分析，得到磁浮作動器組合的冗余度，進而計算得到組合的可靠度。該現(xiàn)有技術雖然實現(xiàn)了磁浮作動器組合的可靠冗余設計，但是未涉及輸出力極性測試方法，無法通過相對運動來測量磁浮作動器輸出力的極性。

專利文獻CN201083565Y公開了一種磁力矩器測試裝置，包括磁力矩器懸掛裝置、平行磁場發(fā)生裝置、磁力測量裝置；其中,平行磁場發(fā)生裝置由一對相互平行并間隔排列的平板狀磁鐵構成,懸掛裝置由支架、細線、磁力矩器安裝卡箍構成,磁力矩器安裝卡箍通過細線懸吊在兩磁鐵之間的空間中；磁力測量裝置由稱重傳感器和支撐塊構成,稱重傳感器和支撐塊均固定設置在兩磁鐵之間的空間中,稱重傳感器和支撐塊沿垂直磁鐵表面方向的間距與待測磁力矩器的徑向尺寸相適配,沿磁鐵表面水平平行方向的間距與待測磁力矩器的長度相適配。該現(xiàn)有技術采用懸吊法測試衛(wèi)星磁力矩器的裝置，通過將磁力矩器懸吊在勻強磁場中并施加一定的電流，通過稱重傳感器測量產生的作用力并轉化為力矩。該現(xiàn)有技術也未涉及磁浮作動器輸出力極性測試方法。

還有張偉等在文獻《動靜隔離、主從協(xié)同控制雙超衛(wèi)星平臺設計》(上海航天，2014,31(5)：7-11)中陳述了采用八臺單向非接觸磁浮作動器實現(xiàn)衛(wèi)星載荷高精度控制的原理及磁浮作動器的安裝和配置形式，但未涉及磁浮作動器輸出力極性測試方法。

因此，亟需研發(fā)設計一種能夠直觀、快速地確定磁浮作動器輸出力的極性的測試方法。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種利用懸掛法的磁浮作動器極性測試裝置和方法，磁浮作動器輸出力的極性能夠通過位移傳感器的輸出變化直接得到，能夠直觀、快速地確定磁浮作動器輸出力的極性。

根據本發(fā)明提供的一種利用懸掛法的磁浮作動器極性測試裝置，包括：懸掛組件、磁浮作動器和位移傳感器，通過懸掛組件將磁浮作動器懸掛并固定；磁浮作動器包括磁鋼組件和線圈組件，根據位移傳感器判斷電流作用下磁鋼組件偏移當地垂線的方向，判斷磁浮作動器輸出力的極性。