[发明专利]一种永磁同步电机太阳帆板驱动机构转速自主补偿的方法

说明书

本发明涉及一种永磁同步电机太阳帆板驱动机构转速自主补偿的方法：将太阳帆板驱动机构运转时间等间隔地划分为多个调整周期，每个调整周期内多个控制周期，在每个控制周期执行步骤S1～S2，直到到达调整周期的结束时刻t_e时进入步骤S3：S1、采用太阳帆板实际控制参数调整量k，对理论指令角速度ω_t进行调整，估算得到当前控制周期太阳帆板驱动机构实际输出的指令角速度ω_out；S2、计算从调整周期开始时刻到当前时刻太阳帆板累计的理论转动角度Δθ₁；S3、测量整个调整周期太阳帆板累计的实际转动角度Δθ₂，当Δθ₂大于预设门限时，采用比例‑积分控制算法，更新太阳帆板实际控制参数调整量k，否则，直接进入下一个调整周期的步骤。

技术领域

本发明涉及一种帆板驱动机构转速自主补偿的方法，属于航天控制技术领 域。

背景技术

帆板驱动机构用于驱动帆板太阳电池阵指向太阳，从而使卫星获取能源， 维持卫星在轨稳定飞行。目前，控制帆板转动用于卫星的能源获取不再是制约 卫星性能的主要因素。帆板转动的不平稳性对卫星高稳定度的控制性能影响逐 渐突显。

高稳定度帆板驱动机构采用永磁同步电机，相对于步进式的帆板驱动机构， 高稳定度帆板驱动机构可以实现帆板平稳控制。但是由于“静差”的存在，高 稳定度帆板驱动机构实际转动的角速度与指令控制角速度存在小偏差，导致帆 板跟踪太阳的角度会逐渐偏大。一段时间之后，角度偏差超出阈值(2.5°左右)， 计算机将调整帆板驱动机构的转速，实现帆板驱动机构的加速，直至触发另一 方向的角度偏差阈值，计算机将再次降低帆板驱动机构的转速，周而复始。一 般情况下，静差约为1％，帆板驱动机构的转速约为0.06°/s，因此转动误差 约为6e^-4°/s，即大约经过2.5/6e^-4＝4177s，调整一次帆板驱动机构转速。转速的调整将产生不期望的干扰力矩，从而影响卫星的稳定度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种帆板驱动机构 转速自主补偿的方法，平滑帆板驱动机构转速，减小帆板驱动机构转速变化对 卫星姿态的控制影响。

本发明解决技术的方案是：一种永磁同步电机太阳帆板驱动机构转速自主 补偿的方法，该方法步骤为：

将太阳帆板驱动机构运转时间等间隔地划分为多个调整周期，调整周期的 起始时刻定义为t₀、结束时刻定义为t_e，每个调整周期内的每个控制周期执行步 骤S1～S2，直到到达调整周期的结束时刻t_e时进入步骤S3，并更新下一个调整 周期的起始时刻t₀、结束时刻t_e：

S1、采用太阳帆板实际控制参数调整量k，对永磁同步电机太阳帆板驱动 机构当前控制周期计算的理论指令角速度ω_t进行调整，估算得到当前控制周期 太阳帆板驱动机构实际输出的指令角速度ω_out；

S2、计算当前调整周期从开始时刻到当前控制周期的太阳帆板累计理论转 动角度Δθ₁；

S3、测量整个调整周期太阳帆板累计的实际转动角度Δθ₂，当Δθ₂大于预 设门限时，采用比例-积分控制算法，更新太阳帆板实际控制参数调整量k，否 则，直接进入下一个调整周期的步骤。

优选地，所述步骤S1中当前控制周期太阳帆板驱动机构实际输出的指令 角速度ω_out为：

ω_out＝k×ω_t。

优选地，所述步骤S2中当前调整周期从开始时刻到当前控制周期的太阳 帆板累计理论转动角度Δθ₁的计算公式为：