[发明专利]一种控制力矩陀螺控制器

说明书

本发明公开了一种控制力矩陀螺控制器，包括第一盖板、第二盖板、模块组件以及若干连接杆和螺母，模块组件包含一个或多个并列设置的单模块，所述单模块用来安装设置内框驱动控制电路板、外框测角信息处理电路板和外框电路版。本发明将布置有各电路模块的电路板装配到一单模块中，避免各电路模块在力学试验环境下不发生相对位移；本发明能够根据实际需要组装任意通道数量的控制器，通过控制力矩陀螺本体常值参数注数控制，实现软件电路的完全一致，各单模块可任意匹配本体；本发明中每个单模块均与卫星安装面独立固定连接，单模块数量不影响控制器的机械和热学性能。本发明提供的控制器具有良好的通用性和兼容性、可靠性，有利于批量化生产。

技术领域

本发明涉及航天执行机构控制器技术领域，具体涉及一种控制力矩陀螺控制器。

背景技术

控制力矩陀螺由本体和控制器两部分组成，对控制力矩陀螺本体的控制是通过控制器实现的。控制器通过接收星上计算机发送来的速度与位置等指令，调整控制力矩陀螺本体的内框转速以及外框架组件速度和位置，达到与星体交换角动量输出控制力矩的目的；同时控制器通过向星上计算机输出电机电流、转速、位置等信息，便于姿控分系统做算法解算；控制器还通过地面测试接口向地面测试设备输出电机电流、转速、位置等信息，并提供试验过程中产品状态的监测。

由控制力矩陀螺工作原理可知，其控制器需具备外框低速高精度驱动控制、内框高速稳定控制、本体及驱动器数据采集状态监测和与星上计算机(地面测试设备)信息交互等功能；不同模块供电电压需求不同，且模块间存在大量数据交互需求，传统的驱动器体积、重量大，模块间装配调试工艺性差，难以兼顾力学性能和热学性能。卫星控制力矩陀螺常用的有2～6通道不同构型配合使用并且冗余备份方案，传统的控制器可扩展性及通用性不强。而且由于不同轨道应用需求，及不同规格控制力矩陀螺供电需求差异(比如角动量范围为5Nms～70Nms，转速范围0～9500rpm的不同规格控制力矩陀螺，技术方案相同)，从而控制器往往因为个别元器件封装差异导致驱动器种类增加，难以定型量产，具有较大应用局限性，从而也制约产品质量控制。

发明内容

为了克服传统的控制器体积、重量大，模块间装配调试工艺性差，难以兼顾力学性能和热学性能，可扩展性、通用性不强，定型量产困难等问题，本发明提出了一种控制力矩陀螺控制器。

本发明提出的控制力矩陀螺控制器包含第一盖板、第二盖板、模块组件以及若干连接杆和螺母；

所述模块组件位于第一盖板和第二盖板之间，模块组件与第一盖板、模块组件与第二盖板通过凸凹结构嵌合连接形成控制器盒体，多根连接杆贯穿第一盖板、模块组件和第二盖板，每根连接杆两端分别设置螺母，使得第一盖板、模块组件和第二盖板夹紧固定；

所述模块组件包含一个单模块或并列设置的多个单模块；

所述单模块为矩形框结构，进一步包含上框板以及与上框板相对设置的下框板，第一侧板以及与第一侧板相对设置的第二侧板；

在连接杆方向，每个单模块上框板或下框板的一侧设有凹槽，另一侧设有凸台，相邻的上框板或下框板通过凹槽和凸台嵌合，使得每个单模块与相邻单模块嵌合连接形成模块组件；

第一盖板或第二盖板与相邻单模块上框板或下框板的连接处设置有凹槽或凸台，使得第一盖板或第二盖板与模块组件嵌合连接形成控制器盒体。

优选地，在连接杆方向，单模块上框板的凹槽与相邻单模块上框板凸台嵌合连接，同时下框板的凸台还与该相邻单模块下框板凹槽嵌合连接；

或单模块上框板的凸台与相邻单模块上框板凹槽嵌合连接，同时下框板的凹槽还与该相邻单模块下框板凸台嵌合连接，使得每个单模块与相邻单模块嵌合连接。

优选地，所述单模块、第一盖板和第二盖板上设有第一通孔使连接杆穿过；