[发明专利]一种具有在轨故障诊断及自主处理功能的天线展开控制器

说明书

技术领域

本发明涉及天线展开控制设备技术领域，特别涉及一种具有在轨故障诊断及自主处理功能的天线展开控制器。

背景技术

运载火箭整流罩对航天器天线的尺寸有严格限制，目前航天器天线广泛采用可展开结构，发射时收拢，入轨后展开。天线作为卫星的主要载荷，其是否能够在轨正常展开，决定了卫星在轨运行的性能。天线的展开可采用电机驱动，弹簧或记忆合金驱动等方式。其中电机驱动的特点是，天线展开过程平稳，展开过程易于控制，展开精度高，对结构的冲击比较小。但电机驱动的展开机构需要有展开控制器进行驱动控制，作为复杂的电子单机产品，其设计的可靠性直接决定了天线是否能够正常展开。目前在轨使用的天线展开控制器，只能根据地面上传指令，执行单一的展开、停转或收拢动作，其存在如下缺点：

(1)展开控制器无法自动判断天线卡滞、控制电路程序跑飞、驱动线路异常等故障现象，需要地面人员监测遥测参数，并人为地判断故障类型。

(2)当出现天线卡滞、程序跑飞、驱动线路异常等故障现象时，需要在航天器与地面基站指令通道畅通的条件下，由地面人员发出新的指令，开展故障处理。在测控弧段之外发生故障时，地面人员无法判断并排除故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有在轨故障诊断及自主处理功能的天线展开控制器，以解决天线展开控制器无法在轨自主诊断并处理故障的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种具有在轨故障诊断及自主处理功能的天线展开控制器，包括：驱动模块，接收控制模块的换向和电流控制信号，将两者功率放大后，连接至天线机构中的电机；控制模块，包括单片机、复位电路、模数转换电路及数模转换电路，所述单片机通过指令接口收到相应指令后，产生相序信号，作为电机换向信号连接至所述驱动模块，同时所述单片机控制数模转换电路产生连续变化的电压信号，作为电流控制信号连接至所述驱动模块；电流检测电路，分别与所述驱动模块和所述控制模块相连，将所述驱动模块中输出的遥测电流信号转化为电压信号连接至所述控制模块中的模数转换电路；角度检测电路，分别与角度传感器和所述控制模块连接，将天线机构中表征天线角度的阻值线性转化为电压信号连接至所述控制模块中的模数转换电路；电源模块，连接所述控制模块，为各电路提供二次电源；切换模块，连接所述控制模块和电源模块，当所述控制模块发生程序跑飞故障时，所述控制模块中的复位电路产生自主切换信号，控制切换模块将供电电源切换至备份。

进一步地，所述控制模块包括主份控制模块和备份控制模块，两者完全一致，主份控制模块包括主份单片机最小系统、主份复位电路、主份模数转换电路及主份数模转换电路，备份控制模块包括备份单片机最小系统、备份复位电路、备份模数转换电路及备份数模转换电路。

进一步地，所述电流检测电路包括主份电流检测电路和备份电流检测电路，两者完全一致，所述主份电流检测电路与所述主份控制模块连接，所述备份电流检测电路与所述备份控制模块连接。

进一步地，所述驱动模块包括主份驱动模块和备份驱动模块，两者完全一致，主份驱动模块接收主份控制模块的换向和主份电流控制信号，将两者功率放大后，连接至天线机构中的主份电机绕组，备份驱动模块接收备份控制模块的换向和备份电流控制信号，将两者功率放大后，连接至天线机构中的备份电机绕组。

进一步地，所述电源模块包括主份电源模块和备份电源模块，两者完全一致，并互相连接，所述主份电源模块与主份控制模块连接，所述备份电源模块与所述备份控制模块连接。

本发明提供的具有在轨故障诊断及自主处理功能的天线展开控制器，其中的控制模块、电流检测电路、角度检测电路、驱动模块和电源模块均为独立的冗余备份电路，可人为或自动切换主备份电路，提高了展开控制器的可靠性。利用电流检测电路和控制模块采集天线展开电机驱动电流，当电机电流长时间为零，则认为天线驱动故障，此时，天线展开控制器根据设定流程自动切换至备份电路，处理驱动故障，无需人为干预，自动处理驱动电路故障。利用角度检测电路和控制模块采集天线机构展开角度，当电机电流不为零，展开角度长时间无变化，则认为天线产生卡滞故障，此时，天线展开控制器根据设定流程自动收拢30s，再继续展开天线，无需人为干预，自动处理天线卡滞故障。

附图说明

下面结合附图对发明作进一步说明：

图1为本发明实施例提供的具有在轨故障诊断及自主处理功能的天线展开控制器模块结构示意图；

图2为本发明实施例提供的主份控制模块结构示意图；