方位角自动调整的太阳光照模拟装置和方法，属于太阳光照模拟技术领域，为了解决现有技术无法提供辐照度、模拟太阳光的发散角、不均匀度等各项指标良好的模拟太阳光，该装置反射镜与旋转传动装置相连，旋转传动装置安装在运动平台上；位移传动装置安装在运动平台；运动平台安装在导轨上；小型太阳模拟器提供模拟太阳光；人机交互单元和电控单元用于完成对系统的自动控制；该方法：使小型太阳模拟器主光轴AB对准反射镜的中心；初始化电控单元；将初始值通过人机交互单元发送到电控单元；电控单元再根据反射镜参考倾角、反射镜倾角反馈，生成旋转驱动电机的控制量；电控单元根据反射镜位移反馈、反射镜位移参考，生成位移驱动电机的控制量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳光照模拟
，具体涉及。
技术介绍
航天器上的太阳跟踪装置，如对日定向的太阳电池帆板、太阳望远镜等仪器精密对日的太阳跟踪设备等，都是高投入、高风险的航天产品。为有效控制研制风险，保证航天产品可靠性，需通过大量的太阳光照仿真试验来验证其设计方案。为了贴近太空飞行的实际环境，要求试验中模拟太阳光的辐照度、发散角等指标满足要求，同时模拟太阳光的方位角或高度角严格按照在轨飞行时的情况变化。如图I所示，航天器上的太阳光方位角示意图，图中OS是单位太阳矢量，OD是单位太阳矢量OS在待测试装置安装基准面上的投影。太阳光方位角Y为OD与安装基准面·X轴正方向或待测试装置X轴正方向的夹角。为检测航天器上太阳跟踪装置单自由度的太阳跟踪性能，大多数采用“单自由度转台”的方案。在这种“单自由度转台”的方案中，太阳模拟器位置固定，太阳跟踪设备以给定的速率随单自由度转台运动。考虑到地面太阳光照仿真试验时间长，可能长达几百个小时，与太阳跟踪装置安装于地面的静止方案相比，这种运动太阳跟踪装置的方案增加了航天产品碰撞、跌落、损坏电气连接线等危险发生的可能性。同时，这种方法建立的模拟太阳光照环境不直观，不便于测试人员工作，测试人员需随转台旋转来观察、掌握太阳跟踪设备的太阳指向情况，或要跟着转台在运动中测试太阳跟踪装置的特定信号。另外，为了避免太阳跟踪装置外部电源线、信号线等电气连接线变形，例如拉长、缠绕等，还需改变太阳跟踪装置方案设计，在长时间地面试验中，选用较长的或加强的电源线、信号线等，造成太阳跟踪装置的地面试验件与在轨工作件状态不一致。申请号201020564644. 0，技术名称为“智能型人造太阳实验系统”专利文件公开了在两个方向上移动氙灯，从而改变模拟太阳光的俯仰角和方位角。其中，系统的光源是氙灯，而不是太阳模拟器。如果光源仅仅是氙灯，难以满足航天器上太阳跟踪装置的试验要求。
技术实现思路
为了解决现有技术无法提供辐照度、模拟太阳光的发散角、不均匀度等各项指标良好的模拟太阳光，本专利技术提供了，可用于航天器上、地面上各种太阳跟踪装置的太阳光照仿真试验。方位角自动调整的太阳光照模拟装置包括小型太阳模拟器，该装置还包括导轨、位移传动装置、反射镜、运动平台、旋转传动装置、高度调整机构、人机交互单元和电控单元；反射镜与高度调整机构相连；反射镜与旋转传动装置相连，旋转传动装置安装在运动平台上；位移传动装置安装在运动平台；运动平台安装在导轨上；小型太阳模拟器提供模拟太阳光；人机交互单元和电控单元用于完成对太阳光照模拟装置的自动控制。方位角自动调整的太阳光照模拟方法包括以下步骤步骤一旋转或调整小型太阳模拟器的高度，使小型太阳模拟器主光轴AB对准反射镜的中心；步骤二 初始化电控单元；步骤三将小型太阳模拟器主光轴AB到待测太阳跟踪装置的垂直距离h，与方位角变化相关的设置数据Dp，包括方位角初始值、方位角变化模式、方位角变化速度参数，通过人机交互单元发送到电控单元；步骤四人机交互单元发送光照试验开始指令到电控单元；步骤五电控单元根据方位角变化设置数据Dp，计算当前时间t的参考太阳方位角 Yd(t)y d(t)=g(t, Dp)其中函数g()为计算期望入射模拟太阳光方位角的函数；计算时刻t的反射镜绕轴线方向⑶的倾角参考P d(t)权利要求1.方位角自动调整的太阳光照模拟装置，包括小型太阳模拟器(6)，其特征在于，该装置还包括导轨(I)、位移传动装置(3)、反射镜(5)、运动平台(7)、旋转传动装置(8)、高度调整机构(12)、人机交互单元和电控单元；反射镜(5)与高度调整机构(12)相连；反射镜(5)与旋转传动装置(8)相连，旋转传动装置(8)安装在运动平台(7)上；位移传动装置(3)安装在运动平台(7);运动平台(7)安装在导轨(I)上； 小型太阳模拟器(6)提供模拟太阳光； 人机交互单元和电控单元用于对太阳光照模拟装置的自动控制。2.根据权利要求I所述的方位角自动调整的太阳光照模拟装置，其特征在于，位移传动装置(3 )包括滚珠丝杠(3-1)和固定件(3-2 )，位移驱动电机(2 )设置在固定件(3-2 )上，运动平台(7 )与滚珠丝杠(3-1)相连。3.根据权利要求I所述的方位角自动调整的太阳光照模拟装置，其特征在于，旋转传动装置(8 )包括减速器(8-1)和旋转轴(8-2 )，旋转电机(9 )安装在旋转减速器(8-1)上，反射镜(5 )固定安装在旋转轴(8-2 )上，倾角测量单元(10 )安装在旋转轴(8-2 )，旋转传动装置(8)通过旋转支架(13)安装在运动平台(7)上。4.根据权利要求I所述的方位角自动调整的太阳光照模拟装置，其特征在于，该装置还包括位移测量单元(4)，位移测量单元(4)安装在导轨(I)上。5.根据权利要求I所述的方位角自动调整的太阳光照模拟装置，其特征在于，该装置还包括限位装置(11)，限位装置(11)包括正向接近开关(11-1)、零位接近开关(11-2)和负向接近开关(11-3)，且三者分散安装在导轨(I)附近。6.方位角自动调整的太阳光照模拟方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤一旋转或调整小型太阳模拟器(6)的高度，使小型太阳模拟器(6)主光轴AB对准反射镜(5)的中心； 步骤二 初始化电控单元； 步骤三将小型太阳模拟器(6)主光轴AB到待测太阳跟踪装置的垂直距离h，与方位角变化相关的设置数据Dp，包括方位角初始值、方位角变化模式、方位角变化速度参数，通过人机交互单元发送到电控单元； 步骤四人机交互单元发送光照试验开始指令到电控单元； 步骤五电控单元根据方位角变化设置数据Dp，计算当前时间t的参考太阳方位角Yd⑴ Yd(t)=g(t, Dp) 其中函数g()为计算期望入射模拟太阳光方位角的函数； 计算时刻t的反射镜绕轴线方向CD的倾角参考β d(t)I 计算时刻t的反射镜位移参考yd(t)全文摘要，属于太阳光照模拟
，为了解决现有技术无法提供辐照度、模拟太阳光的发散角、不均匀度等各项指标良好的模拟太阳光，该装置反射镜与旋转传动装置相连，旋转传动装置安装在运动平台上；位移传动装置安装在运动平台；运动平台安装在导轨上；小型太阳模拟器提供模拟太阳光；人机交互单元和电控单元用于完成对系统的自动控制；该方法使小型太阳模拟器主光轴AB对准反射镜的中心；初始化电控单元；将初始值通过人机交互单元发送到电控单元；电控单元再根据反射镜参考倾角、反射镜倾角反馈，生成旋转驱动电机的控制量；电控单元根据反射镜位移反馈、反射镜位移参考，生成位移驱动电机的控制量。文档编号G05D3/12GK102789240SQ20121027982公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日专利技术者叶新, 方伟, 王玉鹏, 王红睿 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
方位角自动调整的太阳光照模拟装置，包括小型太阳模拟器（6），其特征在于，该装置还包括导轨（1）、位移传动装置（3）、反射镜（5）、运动平台（7）、旋转传动装置（8）、高度调整机构（12）、人机交互单元和电控单元；反射镜（5）与高度调整机构（12）相连；反射镜（5）与旋转传动装置（8）相连，旋转传动装置（8）安装在运动平台（7）上；位移传动装置（3）安装在运动平台（7）；运动平台（7）安装在导轨（1）上；小型太阳模拟器（6）提供模拟太阳光；人机交互单元和电控单元用于对太阳光照模拟装置的自动控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：方伟，王红睿，王玉鹏，叶新，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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