太陽能帆板驅(qū)動裝置力矩特性測試方法的研究.pdf

1、太陽能帆板是為處于外太空中的衛(wèi)星提供能源供應(yīng)的關(guān)鍵裝置,太陽能帆板只有正對太陽時才能最充分的利用太陽能,所以需要驅(qū)動裝置控制太陽能帆板法線始終與太陽光束平行。太陽能帆板的轉(zhuǎn)動慣量從幾kgm2到幾十kgm2,需要太陽能帆板驅(qū)動機構(gòu)有足夠的驅(qū)動力矩。因此,有必要對太陽能帆板驅(qū)動裝置的力矩特性進行測試。
　　太陽能帆板驅(qū)動裝置從結(jié)構(gòu)上來說由步進電機、導(dǎo)電環(huán)、角位置傳感器、機構(gòu)本體及驅(qū)動線路等部分組成,其力矩特性主要包括內(nèi)部步進電機的電磁

2、力矩以及各部件的摩擦力矩特性。在靜態(tài)和勻速條件下,摩擦力矩特性恒定,太陽能帆板驅(qū)動裝置的力矩特性變化規(guī)律和步進電機力矩特性的變化規(guī)律相似。實驗室環(huán)境下以兩相混合式步進電機為被測樣機,研究太陽能帆板驅(qū)動裝置力矩特性的測試方法。
　　研究太陽能帆板驅(qū)動裝置的力矩特性數(shù)學(xué)模型,并對其核心部件步進電機的電磁力矩模型進行總結(jié)。針對太陽能帆板驅(qū)動裝置力矩特性的特點,應(yīng)用力矩動態(tài)平衡的思想,分析測試過程中力矩傳動和角度傳遞的機理,提出一種新的測

3、試方法,進行太陽能帆板驅(qū)動裝置力矩特性的連續(xù)測試,根據(jù)測試方法設(shè)計測試方案并設(shè)計力矩特性測試系統(tǒng)。
　　在力矩特性測試系統(tǒng)的硬件設(shè)計上,以計算機為處理平臺,選用了高精度的扭矩傳感器、角度編碼器、數(shù)據(jù)采集卡及直流力矩電機搭建測試平臺;設(shè)計扭矩信號和角度信號處理電路提高測試信號的抗噪性能;設(shè)計位置模式下和力矩模式下的控制器參考信號構(gòu)成電路,實現(xiàn)為不同測試參數(shù)提供不同的控制模式;設(shè)計對被測件的硬件保護電路提高系統(tǒng)的安全可靠性。軟件設(shè)計上

4、通過模塊化設(shè)計便于軟件功能擴展。包括命令及控制模塊、數(shù)據(jù)測量采集模塊、數(shù)據(jù)處理及分析模塊三個部分。綜合運用了通過PCI接口和RS232接口的數(shù)據(jù)通信技術(shù)、多線程與線程同步技術(shù)、內(nèi)存繪圖技術(shù)、基于ADO的數(shù)據(jù)庫操作技術(shù)和基于SkinMagic視覺優(yōu)化技術(shù)設(shè)計測量軟件,保證軟件的高效率運行和簡單友好的操作界面。
　　在實驗室環(huán)境下以兩相混合式步進電機為被測樣機進行力矩特性的測試,并對測試結(jié)果進行了分析,結(jié)果表明所設(shè)計的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對樣