為了解決編碼式太陽敏感器裝星后現(xiàn)場的功能測試,研制了一種基于LED光源的運(yùn)動式太陽模擬器,為該測試提供模擬的太陽光信號和太陽光矢量信號.基于太陽模擬器組成與工作原理,對光源輻亮度和矢量運(yùn)動的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究.根據(jù)太陽光信號要求,通過光源選取與功率計(jì)算確定LED型號和個數(shù),并采用壓控恒流源驅(qū)動技術(shù)對光源輻亮度進(jìn)行線性調(diào)節(jié).根據(jù)太陽光矢量信號要求,通過負(fù)載扭矩與功率計(jì)算選取GUS-60型超聲電機(jī),采用16位絕對式編碼器對運(yùn)動角度進(jìn)行測量,以數(shù)字信號處理器為主要器件對電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)反饋控制.測試結(jié)果表明,光源控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)輻亮度在0～527.4 W·m^-2內(nèi)線性可調(diào),矢量運(yùn)動裝置在-15°～40°內(nèi)的運(yùn)動角度控制精度優(yōu)于±0.01°,滿足編碼式太陽敏感器的測試要求. 

【文章來源】：空間科學(xué)學(xué)報. 2020,40(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖２運(yùn)動式太陽模擬器立體仿真??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｏｂｉｌｅ??．

＃拾等：基于ＥＢＧ光源的運(yùn)動式太陽模擬器控制．Ｉ統(tǒng)??機(jī)帶動光源模塊擺動的轉(zhuǎn)動慣捷，有??１３７??ＶＣＣ??ＶＣＣ??Ｊｌ?＝??＾ｍＲ２?＝??１．０８?ｘ?１０—３?ｋｇ．?ｍ２．??（７）??ＩＡ??ＶＣＣ??ＩＲＦ６４０??ａ??ＪＮ??ｉｎ?Ｓ??ＶＣＣ??圖４恒流源驅(qū)動電路??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｄｒｉｖｅ?ｃｉｒｃｕｉｔ??圖４電路中選用ＩＲＦ６４０?±身效應(yīng)管，漏極電流Ｊｄ??主要Ｆｔ！柵源電壓％控制，ＯＰ０７運(yùn)算放大器作為電??壓跟隨器，得Ｇ?＝?ｆ／ｐ?＝?Ｃ／ｎ．泔于ＩＲＦ６４０柵極電流??較小，忽略Ｉｇ可得??Ｉ〇＝?Ｉｄ?＝?Ｉｓ?＝?（３）??九２?九２??由式⑶可知，輸入電壓味控制輸出電流Ｉ。的大小：，??能夠?qū)崿F(xiàn)電壓控制電流變化．??２．２矢量運(yùn)動控制系統(tǒng)??２．２．１電機(jī)與編碼器選取??考慮到矢最運(yùn)動范圍小，矢量運(yùn)動裝置低速且髙??精度，以及敏感器載荷要求和電磁安全性，采用超聲??電機(jī)驅(qū)動雙搖桿機(jī)構(gòu)對光源模塊矢量運(yùn)動進(jìn)行控制．??根據(jù)：ＬＥＤ光源模塊和雙曲柄機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸，建模??仿真得電機(jī)負(fù)載質(zhì)最ｍ?＝?０．６４ｋｇ，光源模塊回轉(zhuǎn)質(zhì)??心半徑＝?７１ｍｍ．??驅(qū)動負(fù)載轉(zhuǎn)動的最小力矩??Ｍ?＝?ｍｇＲ?＾?０．４４５?Ｎ?？??超聲電機(jī)所需功率??Ｐ??Ｍｎ??９５５０??（５）??式中，ｎ為電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位ｒ．ｍｉｎ－１由于矢景運(yùn)動速??度低，為保證運(yùn)動穩(wěn)定，．ｎ取最大值為３０＿Ｋｍｉｎ－計(jì)??算得尸ａｊ?１．４Ｗ．??電機(jī)啟．動時所需加速功率??（６）??根據(jù)式（６）和式（ｒ）求得超聲電機(jī)啟動時

１３８??Ｃｈｉｎ．?Ｊ．?Ｓｐａｃｅ?Ｓｃｉ．空間科學(xué)學(xué)報?２０２０，?４０（１）??圖５超聲電機(jī)驅(qū)動與控制原理??Ｆｉｇ．?５?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｍｏｔｉｏｎ?ｄｒｉｖｅ?ａｎｄ?ｃｏｎｔｒｏｌ??圖６加減速運(yùn)動過程仿真曲線??Ｆｉｇ．?６?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ??ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｍｏｖｅｍｅｎｔ??３系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)??利用觸摸屏Ａ帶的編譯軟件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)軟件，??軟件流程如圖７所示．圖７可以看出？．首先程序??初始化，接收到輻亮度設(shè)定指令；然后主控ＤＳＰ產(chǎn)??生相應(yīng)的電流增減數(shù)字倍號，傳送給Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換模塊，??輸出對應(yīng)的模擬電壓值；控制壓控恒流源產(chǎn)生的相應(yīng)??大小的輸出電流值，實(shí)現(xiàn)ＬＥＤ光源輻亮度調(diào)節(jié)．用??戶輸入超聲電機(jī)角度設(shè)定指令，主控ＤＳＰ接受并進(jìn)??行處理，產(chǎn)生相應(yīng)倍號提供給超聲電機(jī)驅(qū)動器，控制??超聲電機(jī)運(yùn)行．轉(zhuǎn)動角度通過光電編碼器實(shí)時測量，??判斷電機(jī)是否到達(dá)指定位置．設(shè)計(jì)中充分考慮電機(jī)未??達(dá)到指定位置或者超出指定位置的狀態(tài)，可以通過軟??件界面發(fā)送指令，控制超聲電機(jī)進(jìn)行微動調(diào)節(jié)．微動??精度約為每走一步電機(jī)轉(zhuǎn)動〇．〇１＆，電機(jī)的微動范圍??為０°？０．１°．精確定位控制過程中主要分４檔進(jìn)行??控制，即〇．〇〇驢￣〇．〇１。為第一檔，，ｏ．ｏｉ＾ｗｏ．ｔｍｓｐ為第??二檔，０．０３５°…０，０５５°?為第三檔，０．０５５０？０．０９。為第ｐｑ??檔，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位．??圖７控制系統(tǒng)軟件流程??Ｆｉｇ．?７?Ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ??４測

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3402870