[发明专利]一种空间太阳能电站电池板角度控制结构

说明书

本发明提出了一种空间太阳能电站电池板角度控制结构，其连接空间太阳能电站的主体和太阳能电池板，太阳能电站的主体在姿态调整时，空间太阳能电站电池板角度控制结构驱动太阳能电池板同步旋转，从而太阳能电池板保持太阳光矢量方向截面积,不产生能量接收的波动。

技术领域

本发明涉及空间太阳能电站技领域，特别涉及太阳能电站电池板角度控制结构和控制方法。

背景技术

由于太空中太阳能的能量密度高、不受天气和昼夜的影响，在太空中建造太阳能发电站是未来进行大规模太阳能发电的重要手段。然而，由于空间太阳能电站超大、超柔、长时间运行、需要高精度指向等特点，使得其动力学与控制问题成为学术界和工程界共同面临的难题。

李庆军等在《“空间太阳能电站及其动力学与控制研究进展”，哈尔滨工业大学学报，2018年10月》中对空间太阳能电站的轨道、姿态和结构振动的研究进展进行了介绍，在第13页《4轨道、姿态与结构振动控制》中记载了由于太空中存在的多种摄动力和摄动力矩会使空间太阳能电站出现轨道和姿态偏差，影响其正常工作，所以必须对空间太阳能电站的轨道和姿态进行控制，在姿态方面，空间太阳能电站的姿态控制又分为发射天线的对地指向控制和太阳能电池阵列或聚光镜的对日指向控制。

在目前阶段对空间太阳能电站的电池板的姿态控制的研究较少，空间太阳能电站正在向发电、太空科研试验、太空物理参数监测等多功能、多用途、多任务、多目的方向发展，在太阳能电站的工作状态下，太阳能电站的主体结构的姿态调整会中断和影响太阳能电站的电池板结构的正常工作，例如产生能量波动等，如何在太阳能电站的主体结构的姿态调整中高效、稳定的控制电池板从而稳定其工作是目前该领域需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是：提出一种空间太阳能电站电池板角度控制结构和控制方法，来解决上述问题。

一种空间太阳能电站电池板角度控制结构，其连接空间太阳能电站的主体和太阳能电池板，其特征在于，太阳能电站的主体在姿态调整时，空间太阳能电站电池板角度控制结构驱动太阳能电池板同步旋转，从而太阳能电池板保持太阳光矢量方向截面积。

空间太阳能电站还包括遥感、命令天线和传送器，并将能量通过传送器无线的方式传回地球。

还包括驱动电机，驱动电机的电机轴通过齿型带与太阳能电池板的主轴相连，电机轴的端部连接有磁性转子，磁性转子与检测定子配合，检测电机轴的旋转相位；主轴圆周外侧还设有磁点，主体在磁点相应位置上设有霍尔开关，其用于在主轴位于相对于主体的预定的位置时提供指示信号；霍尔开关为永久磁铁，在检测到磁点的磁场时提供指示信号；预定义主轴相对于主体的旋转起始点，及预定义起始点对应的角度；每次激励霍尔开关，磁点的角位置与磁性转子的角位置相关联，磁点旋转周期与相位与磁性转子均不同，霍尔开关的位置指示信号和检测定子的位置检测信号的每个组合对应于主轴的唯一的角位置，每组组合数据预先存储在航天器控制处理器的随机访问存储器中。

检测定子用于确定磁性转子的旋转位置，磁性转子为条型磁铁，且其磁场N极和S极分别位于电机轴的两端，并且相对于旋转轴线产生可旋转地非对称磁场，检测定子与磁性转子相临表面设置多组霍尔传感器组，每一组霍尔传感器组包括两个霍尔传感器并相位相隔度，两个霍尔传感器的连线与磁性转子产生的磁场平行并与旋转轴线垂直，两个霍尔传感器同时产生的磁检测信号共同来确定磁性转子的位置。

霍尔开关被施加通过电压放大器放大后的电压，并对与主轴的旋转对应的磁点激发的磁场强度的进行检测，将具有与所检测的磁场强度对应的电压值的电压信号输出，电压信号再次进行放大，并将电压值输出给航天器控制处理器的信号处理机构，信号处理机构取得电压信号后进行A/D转换，信号处理后向航天器控制处理器输出主轴的角位置信号。

磁点为多个，相应的主轴上的霍尔开关也为多个，航天器控制处理器根据多个霍尔开关的信息综合处理主轴的角位置信号。