[发明专利]一种适用于自动电帘除尘系统的自动控制系统和方法

说明书

一种用于登月器的自动电帘除尘系统。其功能实现方法具有“电帘”理论的特点。本发明包括除尘功能板模块、计算机模块、I/O电路模块、可控硅模块。采用了电帘除尘技术和自动控制技术结合方法，通过采用自动除尘系统控制的方法，实现了登月器的自动电帘除尘，降低了登月器内部的电能消耗，并实现了电帘除尘的自动控制，该方法具有较高的可靠性、稳定性，满足了登月器除尘的需求。

技术领域

本发明涉及一种适用于自动电帘除尘系统的自动控制系统和方法。

背景技术

全世界正掀起一个新的探月热潮，美国、日本、欧空局、俄罗斯和印度等国家纷纷制定了探月计划，我国的嫦娥探月计划也正在有条不紊的进行当中。月球表面是厚厚一层由于长期环境作用而形成的微小粒子，粒子的平均直径为40-130μm，我们称之为月尘。由于月球的低重力和近乎真空的条件，这些细小微粒很容易受到自然或人为活动扰动而悬浮在空中。细小的月尘颗粒有较高的比表面积和绝缘性，在月球的高温、强辐射环境和各种接触、摩擦等的作用下，很容易带上电荷，有很强的粘附力。月尘粘附和堆积到各种接触到太阳能板、光学镜头等装置上时，容易造成视觉模糊、读数错误、密封失效、机构堵塞、材料磨损、热控制、吸入和过敏等诸多问题，给登月带来了许多困难。

类似地，在火星上，风暴席卷着微小的尘埃布满了整个火星表面,细小的微尘被吹浮到数千米的高空,并悬浮在那里长达数个月之久。这些微尘堆积在光学系统上使其视觉模糊，积聚在太阳电池翼表面上使其转换效率降低。据火星探路者测试结果表明：积聚和粘附在太阳电池翼上的尘埃使太阳电池翼的转换效应每个火星日下降约28％。据估计两年后，积聚物造成的太阳电池翼的电性能下降可达22％-29％之间。

因此，除尘技术是月球和火星探测不得不解决的问题。日本科学家曾经提出过理论，经论证，“电帘”理论可以用于月尘清除。实验表明月尘会随着电磁波震荡沿着电磁波轨迹运动，从而向两边移动，达到除尘的效果。现在世界比较认同并且有实验验证的除尘方法有电磁除尘法，其代表设备为“电磁除尘器”。NASA的肯尼迪空间中心在20世纪90年代初设计一种安全清除月球粉尘的装置，由便携式气体储存罐和粉尘清除附件组成。近期，美国NASA再次实现了“电帘除尘”的论证。目前，更加实用的电帘除尘方法和装置依然是业内迫切需要实现的目标。

发明内容

本发明人通过计算、仿真及实验分析，提出了一种适用于自动电帘除尘系统的自动控制系统和方法。本发明的自动电帘除尘系统和方法不需要部件的移动，除尘效率较高，可以实现自动化，有效节约了宇航员的宝贵时间，避免了宇航员的安全风险，优势明显。

本发明的一个实施例的自动电帘除尘方案适用于登月器的自动电帘除尘系统及其实现方法，其目的是通过电帘除尘技术处理长期处于恶劣工作环境下登月器表面的微小粒子，利用“电帘”理论，采用电磁波震荡的方式，使月尘沿着电磁波轨迹运动，从而向两边移动，实现除尘，以解决视觉模糊、读数错误、密封失效、机构堵塞、材料磨损、热控制、吸入和过敏等诸多问题。

本发明的自动电帘除尘系统包括除尘功能板模块、计算机模块、I/O电路模块、可控硅模块。本发明采用了电帘除尘技术和自动控制技术结合的方案，采用对除尘功能板通直流除尘电压的方法，通过电磁波震荡的方式，实现了登月器表面的除尘，保证了登月器的寿命，并实现了电帘除尘的自动控制，为登月器的正常工作提供了条件。

根据本发明的一个方面，提供了一种适用于自动电帘除尘系统的自动控制系统，其特征在于包括：

第一至第四继电器模块，每个继电器模块分别控制电帘的一组电极，通过控制程序的输出变化，使相邻的电极依次通电；

第一至第四继电器模块各包括一个继电器，各继电器通过刀双掷开关模块实现对自动电帘除尘系统的电帘的控制；

300V电源模块，包括第一至第四电源，用于分别给第一至第四继电器模块提供动力；

第一和第二输出通道模块，分别用于监视状态与实现除尘功能；