针对卫星可展挠性附件的频率调节实现方法技术

本发明专利技术提供了一种针对卫星可展挠性附件的频率调节实现方法，通过星上计算机对频率调节模块控制器进行控制，驱动组件由频率调节模块控制器供电并进行驱动控制，驱动组件产生的力矩和转速通过自锁组件传递并带动绕线筒转动，实现对绳索织带的张紧和松弛，从而达到频率调节的目的；频率调节模块控制器通过位置传感器对绕线筒的位置进行监测，通过弹性张紧组件将绳索织带上的力传递给力传感器并反馈到频率调节模块控制器，并通过限位开关对极限位置进行安全保护，提高了系统的可控性和可靠性。本发明专利技术解决了部分卫星上挠性部件基频过低或者频率与星上扰动源耦合需要进行频率调节的问题。并通过对位置和力值等的监测实现了系统的可控性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，通过星上计算机对频率调节模块控制器进行控制，驱动组件由频率调节模块控制器供电并进行驱动控制，驱动组件产生的力矩和转速通过自锁组件传递并带动绕线筒转动，实现对绳索织带的张紧和松弛，从而达到频率调节的目的；频率调节模块控制器通过位置传感器对绕线筒的位置进行监测，通过弹性张紧组件将绳索织带上的力传递给力传感器并反馈到频率调节模块控制器，并通过限位开关对极限位置进行安全保护，提高了系统的可控性和可靠性。本专利技术解决了部分卫星上挠性部件基频过低或者频率与星上扰动源耦合需要进行频率调节的问题。并通过对位置和力值等的监测实现了系统的可控性和可靠性。【专利说明】
本专利技术涉及卫星的机构设计方法，具体涉及一种。
技术介绍
随着航天技术的发展，现代卫星正在向大型化、低刚度与柔性化方向发展。卫星的挠性附件如太阳阵等基频较低，低频密集现象也比较明显。而卫星在轨由于飞轮、伺服机构、陀螺等活动部件扰动源，易与挠性附件产生耦合共振现象，对整星的姿态产生不良影响，并可能影响部分关键载荷工作的可靠性和稳定性。常规的解决方法主要有:I)对挠性附件进行优化设计，减轻重量，使其固有频率错过耦合频率，但是这种方法可设计的裕度范围有限，对频率的改变范围较小；2)对挠性附件添加辅助的撑杆，使原本悬臂梁构型的挠性附件构型变为三角桁架支撑结构，这种方式对提高频率具有明显的效果，但是增加了重量，撑杆的设计也比较复杂，提高了系统复杂度；3)对星上振源的控制频率等进行设计，错开与挠性附件的耦合频率。这种方法也受限于转动部件的工作模式和任务需求，不能有效解决问题。针对此问题，根据实际的使用情况，采用一定的方法，对挠性附件的频率在轨进行调节和改变，使得其频率与星上活动部件频率错开，具有紧迫的工程应用价值。
技术实现思路
针对上述需求，本专利技术提供一种。根据本专利技术提供的，通过星上计算机对频率调节模块控制器进行控制，驱动组件由频率调节模块控制器供电并进行驱动控制，驱动组件产生的力矩和转速通过自锁组件传递并带动绕线筒转动，实现对绳索织带的张紧和松弛，从而达到频率调节的目的；频率调节模块控制器通过位置传感器对绕线筒的位置进行监测，通过弹性张紧组件将绳索织带上的力传递给力传感器并反馈到频率调节模块控制器，并通过限位开关对极限位置进行安全保护，提高了系统的可控性和可靠性。优选地，所述驱动组件为步进电机，步进电机使用脉冲信号进行开环控制，方法简单，重量较轻，可靠度高，在航天器上使用较为成熟。优选地，自锁组件选用的变速装置为蜗轮蜗杆减速器，因其具有自锁性，即在驱动组件不通电的情况下，绕线筒转轴锁死不能转动，用于在工作的非绳索调整阶段驱动组件断电，降低功耗。优选地，绕线筒包括尺寸与绳索织带相应的宽度和长度匹配的圆环凹槽，圆环凹槽起到满足绕线筒对绳索织带的缠绕和贮存的作用。优选地，所述绳索织带为复合材料编织的织带，具有高强度，高模量，低密度的特点，满足增频机构对拉绳刚度、强度、韧性和空间环境使用要求。优选地，采用弹性卡箍保持绳索织带在收拢状态下的位置，弹性卡箍的张口形状靠弹力压紧保持，用于抵抗卫星主动段的振动，在挠性附件展开过程中，绳索织带从卡箍中脱出，以避免干涉挠性附件的展开。优选地，通过位置传感器对绕线筒的位置进行监测，具体地，监测每次频率调节模块控制器的指令是否都得到精确的执行，提高了安全性和可靠性。优选地，通过弹性张紧组件和力传感器对张紧后的绳索织带的力值进行监测，以防止绳索织带上力值过大对挠性附件产生不良影响，并通过限位开关对极限位置进行限位，进一步提高了系统工作的安全性。由于采用了以上的技术方案，使得本专利技术相比于现有技术中的增频方法，具有以下的有益效果:首先，根据本专利技术提供的，充分考虑卫星及挠性附件的安装和使用环境要求，该方法具有展开随动功能、挠性附件频率调节和停转保持功能，使该专利技术满足卫星挠性附件增频使用要求。其次，根据本专利技术提供的，在设计过程中充分考虑了安全保护等因素，使整个机构具有安全度高、可靠性高的特点，可以有效保护卫星及其挠性附件的安全工作。【专利附图】【附图说明】通过阅读参照以下附图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为根据本专利技术提供的的原理示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术的实施作详细说明，实施具体步骤以本专利技术技术方案为前提下进行，这里给出详细的实施方式和具体的操作过程。本专利技术通过星上计算机对频率调节模块控制器进行控制，驱动组件由控制器供电并进行驱动控制，产生的力矩和转速通过自锁组件传递并带动绕线筒转动，实现对绳索织带的张紧和松弛，从而达到频率调节的目的，解决了部分航天器上挠性部件基频过低或者低阶频率与星上振源耦合需要增加频率的问题。同时通过位置传感器对绕线筒的位置进行监测，通过弹性张紧组件将织带上的力传递给力传感器并反馈到控制器，并通过限位开关对极限位置进行安全保护，提高了系统的可控性和可靠性。所采用的驱动组件为步进电机，步进电机的使用脉冲信号进行开环控制，方法简单，重量较轻，可靠度高，在航天器上使用较为成熟。自锁组件选用的变速装置为蜗轮蜗杆减速器，因其具有自锁性，即在驱动组件不通电的情况下，绕线筒转轴锁死不能转动，可以使模块在工作的非绳索调整阶段驱动组件断电，降低功耗。绕线筒是根据拉绳织带相应的宽度和长度加工出一定尺寸的圆环凹槽，满足绕线筒对绳索织带的缠绕和贮存的作用。选用的拉绳为复合材料编织的织带，具有高强度，高模量，低密度的特点，满足增频机构对拉绳刚度、强度、韧性和空间环境使用要求。采用弹性卡箍保持绳索织带在收拢状态下的位置，弹性卡箍的张口形状靠弹力压紧保持，可以抵抗卫星主动段的振动，在挠性附件展开过程中，绳索从卡箍中脱出，不会干涉挠性附件的展开。通过位置传感器对绕线筒的位置进行监测，可以监测每次控制器的指令是否都得到精确的执行，提高了安全性和可靠性。通过张紧组件和力传感器可以对张紧后的绳索织带的力值进行监测，防止绳索上力值过大对挠性附件产生不良影响，并通过限位开关对极限位置进行限位，进一步提高了系统工作的安全性。更为具体的描述如下:1.对挠性附件的频率调节需求进行分析。对挠性附件的频率调节需求进行分析，在确定挠性附件上拉绳位置和绳索在星上位置的基础上，计算所需的绳索织带的刚度和绳上的拉力的需求。2.进行主传力路径的各组件设计分析在上一步的基础上，根据绳索织带的刚度和力值的需求进行驱动组件、自锁组件和绕线筒的设计，满足频率调节的需求。3.进行安全监测传感器的选择和设计选择合适的位置传感器对绕线筒的位置进行监测，可以监测控制器的指令是否都得到准确的执行，提高了安全性和可靠性。通过张紧组件和力传感器可以对张紧后的绳索织带的力值进行监测，防止绳索上力值过大对挠性附件产生不良影响，并通过限位开关对极限位置进行限位，进一步提高了系统工作的安全性。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对卫星可展挠性附件的频率调节实现方法，其特征在于，通过星上计算机对频率调节模块控制器进行控制，驱动组件由频率调节模块控制器供电并进行驱动控制，驱动组件产生的力矩和转速通过自锁组件传递并带动绕线筒转动，实现对绳索织带的张紧和松弛，从而达到频率调节的目的；频率调节模块控制器通过位置传感器对绕线筒的位置进行监测，通过弹性张紧组件将绳索织带上的力传递给力传感器并反馈到频率调节模块控制器，并通过限位开关对极限位置进行安全保护，提高了系统的可控性和可靠性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程卫强，周徐斌，田华，崔伟，薛景赛，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：