空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统，包括：高刚度龙门架（铸铁龙门架（101）、滚珠丝杠导轨（102）、导轨运动电机（103）、升降台（104））、基座（铸铁平台（201）、重载导轨（202）、自锁滑台（203））、加载系统（力矩电机（301）、角度传感器（302）、扭矩传感器（303））、扰动载荷测量系统（扭矩传感器（401）、支撑法兰（402）、安全保护栏（403））、α对日定向装置（5），它可以考核空间站α对日定向装置驱动大柔性太阳电池翼负载在启动、运行、制动等过程中的驱动性能，并可用于α对日定向系统闭环控制策略的设计和评估。

Ground semi physical test system for driving performance of space station

The present invention provides a space station alpha counterglow directional device to drive the performance of the semi physical test system, including: high stiffness frame (Longmen iron frame (101), Longmen (102), ball screw guide rail motor (103), lifting platform (104)), base (cast iron platform (201), heavy rail (202), (203)), self-locking slide loading system (torque motor (301), (302) the angle sensor, torque sensor (303)), the disturbance load measurement system (torque sensor (401) and the support flange (402), safety protection bar (403)), alpha counterglow oriented device (5), it can check the space station alpha counterglow directional device to drive large flexible solar wing load driving performance in the starting and running and braking process, and can be used for the design of alpha closed-loop control strategy on directional system And evaluation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统，它可以考核空间站α对日定向装置驱动大柔性太阳电池翼负载在启动、运行、制动等过程中的驱动性能，并可用于α对日定向系统闭环控制策略的设计和评估。技术背景随着航天技术的发展，航天器规模越来越庞大，对于能源的需求也随之增加，势必要求太阳电池阵面积越来越大。以国际空间站太阳电池阵为例，其单侧翼板大约为32.6m×11.6m。预计我国的空间站太阳电池阵翼展大于70m，展开面积接近100m2，负转动惯量不小于3×105kg.m2，负载重量达2t以上。要驱动如此大的太阳翼负载实现对日定向，需要一个很大的α对日定向装置。根据初步估算，我国空间站α对日定向系统在启动及正常运转工况下的峰值输出力矩分别达到200Nm以上。同时，考虑到α对日定向系统作为空间站上最大运动装置，需要其在克服空间站舱体的扰动影响后，仍能实现高稳定驱动太阳翼对太阳定向。因此，需要研制一套α对日定向装置驱动性能地面测试系统，考察大型太阳电池翼与α对日定向装置之间的动力学耦合作用，并用于对产品驱动性能的测试和评估。目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现思路
本专利技术提供一种空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统，它可以考核空间站α对日定向装置驱动大柔性太阳电池翼负载在启动、运行、制动等过程中的驱动性能，并可用于α对日定向系统闭环控制策略的设计和评估。为了实现上述技术方案，本专利技术的空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统，高刚度龙门架、基座、加载系统、扰动载荷测量系统、α对日定向装置（5）；所述高刚度龙门架对基座、加载系统、扰动载荷测量系统、α对日定向装置提供各安装机械接口，包括加载系统和扰动载荷测量系统的相对安装面；所述基座采用抛光铸铁平台（201）上，布置双向重载导轨（202），导轨上安装自锁滑台（203）用于实现α对日定向装置（5）在试验台轴向装配时具有进动、定位、制动、锁紧功能；所述加载系统用于实现对α对日定向装置（5）驱动时，提供模拟扭转载荷；所述扰动载荷测量系统用于实时测量α对日定向装置（5）工作时对安装面的反作用力矩；所述空间站α对日定向装置（5）驱动性能地面半物理测试系统中的测控计算机和控制计算机对整个测试装置进行管理，数据采集、处理、以及不同控制模型的建立和下载。高刚度龙门架对整个测试系统提供各安装机械接口，包括加载系统和扰动载荷测量系统的相对安装面。由铸铁龙门架（101）、滚珠丝杠导轨（102）、导轨运动电机（103）、升降台（104）组成。其中滚珠丝杠导轨（102）、导轨运动电机（103）都有相互承载的两套。提供较高的抬升运动定位精度。加载系统用于实现对α对日定向装置（5）驱动时，提供模拟扭转载荷。其中，力矩电机（301）按控制指令提供扭转力矩，扭矩传感器（303）与力矩电机（301）实现力矩闭环，从而确保力矩加载精度。角度传感器（302）测量α对日定向装置（5）的运动角位移，并经过差分解算，估计出角速度和角加速度。扰动载荷测量系统用于实时测量α对日定向装置（5）工作时对安装面的反作用力矩。同时，为确保地面试验时α对日定向装置（5）产品安全，提供机械保护。其中，扭矩传感器（401）测量扭矩，支撑法兰（402）和安全保护栏（403）提供机械保护。本专利技术的空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统，可以考核空间站α对日定向装置驱动大柔性太阳电池翼负载在启动、运行、制动等过程中的驱动性能，并可用于α对日定向系统闭环控制策略的设计和评估。附图说明图1为空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统方案示意图；图2为本专利技术实施例的扭矩加载与测量组件构造示意图；图3为本专利技术实施例采用的基础支撑平台示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详尽的描述：参考图1为空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统方案示意图，本专利技术可以用于考核空间站α对日定向装置驱动大柔性太阳电池翼负载在启动、运行、制动等过程中的驱动性能，并可用于α对日定向系统闭环控制策略的设计和评估。系统组成包括，高刚度龙门架：铸铁龙门架101、滚珠丝杠导轨102、导轨运动电机103、升降台104；基座：铸铁平台201、重载导轨202、自锁滑台203；加载系统力矩电机301、角度传感器302、扭矩传感器303；扰动载荷测量系统：扭矩传感器401、支撑法兰402、安全保护栏403；α对日定向装置5。图2为扭矩加载与测量组件构造示意图。加载系统用于实现对α对日定向装置5驱动时，提供模拟扭转载荷。扭矩载荷的指令来自测控计算机根据当前α对日定向装置5的转动速度和加速度解算出的加载力矩值提供指令。其中，力矩电机301按控制指令提供扭转力矩，扭矩传感器303与力矩电机301实现力矩闭环，从而确保力矩加载精度。角度传感器302测量α对日定向装置5的运动角位移，并经过差分解算，估计出角速度和角加速度。扰动载荷测量系统用于实时测量α对日定向装置5工作时对安装面的反作用力矩。同时，为确保地面试验时α对日定向装置5产品安全，提供机械保护。其中，扭矩传感器401测量扭矩，支撑法兰402和安全保护栏403提供机械保护。图3为基础支撑平台示意图。高刚度龙门架对整个测试系统提供各安装机械接口，包括加载系统和扰动载荷测量系统的相对安装面。由铸铁龙门架101、滚珠丝杠导轨102、导轨运动电机103、升降台104组成。其中滚珠丝杠导轨102、导轨运动电机103都有相互承载的两套。提供较高的抬升运动定位精度。测试系统的基座采用抛光铸铁平台201上，布置双向重载导轨202，导轨上安装自锁滑台203用于实现α对日定向装置5在试验台轴向装配时具有进动、定位、制动、锁紧功能。对于其他未叙述的部件功能，由附图中可以明显看出，且为本领域普通技术人员所熟知，在此不一一详述。需要说明的是，上述只对本专利技术进行示意性的阐述和说明，对本专利技术的任意修改和替换，都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统，其特征在于，包括：高刚度龙门架、基座、加载系统、扰动载荷测量系统、α对日定向装置（5）；所述高刚度龙门架对基座、加载系统、扰动载荷测量系统、α对日定向装置提供各安装机械接口，包括加载系统和扰动载荷测量系统的相对安装面；所述基座采用抛光铸铁平台（201）上，布置双向重载导轨（202），导轨上安装自锁滑台（203）用于实现α对日定向装置（5）在试验台轴向装配时具有进动、定位、制动、锁紧功能；所述加载系统用于实现对α对日定向装置（5）驱动时，提供模拟扭转载荷；所述扰动载荷测量系统用于实时测量α对日定向装置（5）工作时对安装面的反作用力矩；所述空间站α对日定向装置（5）驱动性能地面半物理测试系统中的测控计算机和控制计算机对整个测试装置进行管理，数据采集、处理、以及不同控制模型的建立和下载。

【技术特征摘要】
1.一种空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统，其特征在于，包括：高刚度龙门架、基座、加载系统、扰动载荷测量系统、α对日定向装置（5）；所述高刚度龙门架对基座、加载系统、扰动载荷测量系统、α对日定向装置提供各安装机械接口，包括加载系统和扰动载荷测量系统的相对安装面；所述基座采用抛光铸铁平台（201）上，布置双向重载导轨（202），导轨上安装自锁滑台（203）用于实现α对日定向装置（5）在试验台轴向装配时具有进动、定位、制动、锁紧功能；所述加载系统用于实现对α对日定向装置（5）驱动时，提供模拟扭转载荷；所述扰动载荷测量系统用于实时测量α对日定向装置（5）工作时对安装面的反作用力矩；所述空间站α对日定向装置（5）驱动性能地面半物理测试系统中的测控计算机和控制计算机对整个测试装置进行管理，数据采集、处理、以及不同控制模型的建立和下载。2.如权利要求1所述的空间站α对日定向装置驱动性能地面半物理测试系统，其特征在于，所述高刚度龙门...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵真，陈欢龙，马超，钱志源，王志易，
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