一种卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统，任务管理单元对加载测试系统进行管理，实现动力学模型的下载和管理、加载单元驱动软件管理、测试数据处理等功能；三自由度运动平台作为整个系统的支撑结构和运动平台，为卫星对日定向驱动装置和六自由度加载模块提供了安装和布置基准，实现卫星对日定向驱动装置三个平动方向的位置调整，确保与所述六自由度加载模块实现上下同轴安装；所述测控模块实现在系统工作状态下对系统中的所有传感器进行数据采集、处理和分发；所述柔性负载动力学仿真模块进行柔性负载模型的解算功能，其输入为所述测控模块采集到的系统角度信息，输出为控制所述六自由度加载模块的六方向加载指令。
【技术实现步骤摘要】
卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统
本专利技术涉及飞行器领域，特别涉及一种卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统。
技术介绍
随着航天技术的发展，卫星对地观测精度不断提高。成像精度的提高有赖于驱动机构的高稳定、高可靠、长寿命要求，与此同时太阳电池阵的面积不断增大，基频不断降低。驱动机构驱动大挠性太阳电池阵的动态扰动载荷是制约卫星平台对地成像精度和驱动机构使用寿命的瓶颈问题。同时，卫星总体部门对驱动机构微振动响应和驱动机构工作状态下对星体扰动载荷都提出了设计要求。因此，业界需要研制卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统用来检测大型挠性体（太阳阵）与转动部件（驱动机构）的耦合动力学效应。通过该套设备可以检测驱动子系统（驱动机构和驱动器）在驱动挠性负载工作时的振动频谱特性、驱动机构电压电流特性、定位精度、驱动速度、速度稳定度以及驱动机构对外的扰动特性，从而有针对性地优化完善产品的各项性能，提高产品的合理性及可靠性。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，在地面环境下，由于重力和空气阻力影响，无法直接进行转动部件（驱动机构）驱动大型挠性体（太阳阵）的机构性能试验；为解决所述问题，本专利技术提供一种卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统。为了达到上述专利技术目的，本专利技术提供一种卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统，包括任务管理模块（1）、三自由度运动平台（2）、测控模块（3）、柔性负载动力学仿真模块（4）、六自由度加载模块（5），卫星对日定向驱动装置（6）为系统的测试对象；任务管理单元（1）对加载测试系统进行管理，实现动力学模型的下载和管理、加载单元驱动软件管理、测试数据处理、模拟星上计算机向驱动机构控制器发送工作模式指令；三自由度运动平台（2）作为整个系统的支撑结构和运动平台，为卫星对日定向驱动装置（6）和六自由度加载模块（5）提供了安装和布置基准，实现卫星对日定向驱动装置（6）三个平动方向的位置调整，确保与所述六自由度加载模块（5）实现上下同轴安装；测控模块（3）实现在系统工作状态下对系统中的所有传感器进行数据采集、处理和分发；柔性负载动力学仿真模块（4）进行柔性负载模型的解算功能，其输入为所述测控模块（3）采集到的系统角度信息，输出为控制所述六自由度加载模块（5）的六方向加载指令；六自由度加载模块（5）将所述柔性负载动力学仿真模块（4）实时解算出来的负载对被测试产品的反作用载荷实时地施加到卫星对日定向驱动装置（6）输出轴上。与现有技术相比，本专利技术提供的卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统功能完备、应用范围广泛，将用于：（1）测试卫星对日定向驱动装置驱动柔性太阳电池阵对驱动装置和星体的干扰力和力矩；（2）测试卫星对日定向驱动装置驱动柔性太阳电池阵不同工况下的速度稳定度；（3）测试卫星对日定向驱动装置不同的控制策略（不同细分、变频启动、调速制动、输入成形、鲁棒控制等）和隔振抑振技术对驱动性能的影响；（4）卫星对日定向驱动装置工作状态下的微振动测试；（5）研究步进电机、永磁同步电机、直流无刷电机等不动同驱动组件对驱动性能的影响；（6）为建立全数字卫星对日定向驱动装置模型库积累试验数据，以满足卫星对日定向驱动装置选型需求。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试原理图；图2为卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统示意图；图3为测试系统试验台体布局图；图4为三自由度运动平台示意图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步详细的描述。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限定本专利技术的范围。图1为卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试原理图，采用半物理仿真的方法，卫星对日定向驱动装置6作为被测试产品采用实物，大挠性附载（太阳阵）采用柔性负载动力学仿真模块4来实时解算模拟。图2为卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统示意图。卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统，包括：任务管理模块1、三自由度运动平台2、测控模块3、柔性负载动力学仿真模块4、六自由度加载模块5，卫星对日定向驱动装置6是本系统的测试对象。任务管理单元1对整个系统进行管理，包括动力学模型的下载和管理、加载单元驱动软件管理、测试数据处理等功能。另外还具有模拟星上计算机向驱动机构控制器发送工作模式指令的功能。图3为测试系统试验台体布局图。图中说明了三自由度运动平台2、六自由度加载模块5、卫星对日定向驱动装置6、以及各传感器的安装位置。三自由度运动平台2作为整个系统的支撑结构和运动平台，为卫星对日定向驱动装置6和六自由度加载模块5提供了安装和布置基准，实现卫星对日定向驱动装置6三个平动方向的位置调整，以确保与所述六自由度加载模块5实现上下同轴安装。图4为三自由度运动平台示意图。三自由度运动平台2包括三方向平动导轨201、三套伺服运动电机及其驱动控制器202，安装校准上平台203，安装校准下平台204。三方向平动导轨201和三套伺服运动电机及其驱动控制器202，由轴向的电动丝杠螺母构成三方向平动导轨201，螺母与高精度伺服运动电机202连接。伺服运动电机202通常采用永磁同步电机或者小步距角的步进电机实现。安装校准上平台203，安装校准下平台204作为机构安装的基准，分别布置了安装定位孔。测控模块3实现在系统工作状态下对系统中的所有传感器进行数据采集、处理和分发。测控模块3要测量卫星对日定向驱动装置6电压、电流、输出角位移、输出端六维力力矩、安装面六维力力矩、以及被测试产品工作状态下的壳体微振动测试。在本系统中将由相应的传感器，信号调理装置和一台实时仿真目标机来完成这些试验数据采集功能。其中主要的物理量测量传感器包括：对日定向装置输出轴角度编码器301、对日定向装置输出轴六维力力矩传感器302、对日定向装置安装面六维力力矩传感器303、对日定向装置壳体微振动加速度传感器304。角度编码器301通常采用高精度光电编码器实现，输出轴和安装面六维力力矩传感器302、303一般采用测量精度较高的应力应变式六维力传感器实现。微振动加速度传感器304采用电容式高敏加速度传感器。其布局如图3所示，主要用于测试卫星对日定向驱动装置的驱动角位移、角速度、输出载荷、对安装面扰动载荷，以及驱动过程中的微振动响应。所述柔性负载动力学仿真模块4进行柔性负载模型的解算功能，其输入为所述测控模块3采集到的系统角度信息，输出为控制所述六自由度加载模块5的六方向加载指令。六自由度加载模块5将所述柔性负载动力学仿真模块4实时解算出来的负载对被测试产品6的反作用载荷实时地施加到卫星对日定向驱动装置6输出轴上。该模块由常规的软硬件设备（包括伺服电机、驱动器、减速器、力和力矩传感器、高精度丝杠螺母等）组成。本方案拟采用具有刚度高，响应速度快，精度高，水平和竖直方向各向异性的六自由度平台实现，并由六维力传感器实现闭环控制。本专利技术虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本专利技术，任何本领域技术人员在不脱离本专利技术的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本专利技术技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本专利技术技术方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统，其特征在于包括：任务管理模块（1）、三自由度运动平台（2）、测控模块（3）、柔性负载动力学仿真模块（4）、六自由度加载模块（5），卫星对日定向驱动装置（6）为系统的测试对象；所述任务管理单元（1）对加载测试系统进行管理，实现动力学模型的下载和管理、加载单元驱动软件管理、测试数据处理、模拟星上计算机向驱动机构控制器发送工作模式指令；所述三自由度运动平台（2）作为整个系统的支撑结构和运动平台，为卫星对日定向驱动装置（6）和六自由度加载模块（5）提供了安装和布置基准，实现卫星对日定向驱动装置（6）三个平动方向的位置调整，确保与所述六自由度加载模块（5）实现上下同轴安装；所述测控模块（3）实现在系统工作状态下对系统中的所有传感器进行数据采集、处理和分发；所述柔性负载动力学仿真模块（4）进行柔性负载模型的解算功能，其输入为所述测控模块（3）采集到的系统角度信息，输出为控制所述六自由度加载模块（5）的六方向加载指令；所述六自由度加载模块（5）将所述柔性负载动力学仿真模块（4）实时解算出来的负载对被测试产品的反作用载荷实时地施加到卫星对日定向驱动装置（6）输出轴上。...
【技术特征摘要】
1.一种卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统，其特征在于包括：任务管理模块（1）、三自由度运动平台（2）、测控模块（3）、柔性负载动力学仿真模块（4）、六自由度加载模块（5），卫星对日定向驱动装置（6）为系统的测试对象；所述任务管理单元（1）对加载测试系统进行管理，实现动力学模型的下载和管理、加载单元驱动软件管理、测试数据处理、模拟星上计算机向驱动机构控制器发送工作模式指令；所述三自由度运动平台（2）作为整个系统的支撑结构和运动平台，为卫星对日定向驱动装置（6）和六自由度加载模块（5）提供了安装和布置基准，实现卫星对日定向驱动装置（6）三个平动方向的位置调整，确保与所述六自由度加载模块（5）实现上下同轴安装；所述测控模块（3）实现在系统工作状态下对系统中的所有传感器进行数据采集、处理和分发；所述柔性负载动力学仿真模块（4）进行柔性负载模型的解算功能，其输入为所述测控模块（3）采集到的系统角度信息，输出为控制所述六自由度加载模块（5）的六方向加载指令；所述六自由度加载模块（5）将所述柔性负载动力学仿真模块（4）实时解算出来的负载对被测试产品的反作用载荷实时地施加到卫星对日定向驱动装置（6）输出轴上。2.根据权利要求1所述的卫星对日定向驱动装置地面六自由度加载测试系统，其特征在于，所述三自由度运动...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵真，颜根廷，时军委，葛卫平，郑超，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31
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