一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统及方法，其中，该系统包括：增益预估模块(1)、相位补偿控制模块(2)、第一滤波模块(3)、驱动模块(4)、测角模块(5)、差分模块(6)和第二滤波模块(7)。本发明专利技术极大了提高了帆板驱动的高速率稳定度指标，适应了不同SADA运行速度的稳定性需求，极大地降低了帆板驱动装置系统对整个卫星平台的干扰力矩。本发明专利技术专利提出的参数自适应控制方法已在某高分辨率卫星得到成功应用。

A parameter adaptive control system and method for high stability sailboard driving mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统及方法
本专利技术属于航天器的高稳定度帆板驱动机构
，尤其涉及一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统及方法。
技术介绍
随着有效载荷和航天器的快速发展，遥感观测以及高精度通讯类载荷对航天器应用功能不断扩展，在轨工作寿命不断增长，因而对太阳帆板驱动装置的可靠性、功率传输能力、驱动稳定度、太阳翼支撑刚度等也提出了越来越高的要求和迫切的需求。1:10000高精度立体测绘卫星，GF-11卫星等对地遥感卫星均在姿态的指向精度、姿态稳定度上上提出新的要求，达到5×10-4°/s甚至1×10-4°/s，而而目传统的步进电机驱动型帆板驱动机构，从稳定度指标来看能够满足卫星平台5×10-4°/s稳定度的要求，但现有产品稳定度能力提升的潜力已经不大。高稳定度帆板驱动机构是新一代低轨遥感平台的共性关键技术，是现有低轨遥感卫星用SADA的更新换代产品。研制高稳定度太阳帆板驱动机构产品，用于高分辨率遥感卫星平台、敏捷平台等需要高稳定度、高支撑刚度的卫星上，满足新一代遥感公用平台的高精度成像和快速机动的需求。...

【技术保护点】
1.一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统，其特征在于包括：增益预估模块(1)、相位补偿控制模块(2)、第一滤波模块(3)、驱动模块(4)、测角模块(5)、差分模块(6)和第二滤波模块(7)；其中，/n测角模块(5)检测控制对象(8)的转子的第k个周期机械角度θ

【技术特征摘要】
1.一种高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统，其特征在于包括：增益预估模块(1)、相位补偿控制模块(2)、第一滤波模块(3)、驱动模块(4)、测角模块(5)、差分模块(6)和第二滤波模块(7)；其中，
测角模块(5)检测控制对象(8)的转子的第k个周期机械角度θm(k)和第k-1个周期机械角度θm(k-1)，并将第k个周期机械角度θm(k)和第k-1个周期机械角度θm(k-1)输出到差分模块(6)；
差分模块(6)对第k个周期机械角度θm(k)和第k-1个周期机械角度θm(k-1)进行后向差分得到第k个周期的永磁同步电机检测角速度ωm_T(k)，将第k个周期的永磁同步电机检测角速度ωm_T(k)输入至第二滤波模块(7)；
第二滤波模块(7)根据第k个周期的永磁同步电机检测角速度ωm_T(k)得到第k个周期的滤波的永磁同步电机角速度ωm(k)，将第k个周期的滤波的永磁同步电机角速度ωm(k)与预设的第k个周期的角速度指令值进行差分计算，得到第k个周期的角速度速差值e(k)，将预设的第k个周期的角速度指令值和第k个周期的角速度速差值e(k)输入至增益预估模块(1)；
增益预估模块(1)将预设的第k个周期的角速度指令值和第k个周期的角速度速差值e(k)根据增益预估策略得到增益系数kp，将增益系数kp输出至相位补偿控制模块(2)；
相位补偿控制模块(2)根据增益系数kp得到控制器模型公式，对控制器模型公式进行离散化得到第k个周期的力矩电流调节给定u1_PI(k)，根据第k个周期的力矩电流调节给定u1_PI(k)得到第k个周期的力矩电流补偿指令u2_PC(k)，将第k个周期的力矩电流补偿指令u2_PC(k)输入到第一滤波模块(3)；
第一滤波模块(3)根据第k个周期的力矩电流补偿指令u2_PC(k)得到力矩电流指令将力矩电流指令传输至驱动模块(4)；
驱动模块(4)通过电流采样电路完成电机电流的采样，根据力矩电流指令进行校正，最终输出控制电流施加在控制对象(8)。


2.根据权利要求1所述的高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统，其特征在于：第k个周期的永磁同步电机检测角速度ωm_T(k)为：



式中，Ts表示角度差分周期。


3.根据权利要求1所述的高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统，其特征在于：第k个周期的滤波的永磁同步电机角速度ωm(k)为：
ωm(k)＝(γ1·ωm(k-1)+ωm_T(k))/(γ1+1)；
其中，k为采样周期序号，γ1为速度检测滤波深度，ωm(k-1)为第k-1个周期的滤波的永磁同步电机角速度。


4.根据权利要求1所述的高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统，其特征在于：第k个周期的角速度速差值e(k)为：


5.根据权利要求1所述的高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统，其特征在于：增益预估策略为：



其中，为分区一增益参数，为分区二增益参数，为分区三增益参数，为分区四增益参数，a1为第一分区转速和误差限值，a2为第二分区转速和误差限值，a3为第三分区转速和误差限值。


6.根据权利要求1所述的高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统，其特征在于：增益系数kp为：kp＝[1.538.045.012.0]。


7.根据权利要求1所述的高稳定度帆板驱动机构参数自适应控制系统，其特征在于：控制器模型公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭超勇，张猛，陈超，梁骄雁，于国庆，丁建钊，刘雪鹏，刘巍，刘兰英，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11