【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，屬航天器驅動與控制。
技術介紹
1、超靜衛星對磁力矩器和磁強計的工作節拍提出了更高要求。一方面，磁力矩器通過接受星載計算機提供的控制信號，產生所需的磁矩，進而在軌道地磁場的作用下產生力矩，直接作為控制力矩用于飛輪卸載和實現衛星姿態磁控制。同時，磁力矩器在衛星平臺中也是一個主要的磁場干擾源，特別是在高精度的空間磁場探測任務中，如磁強計工作時，磁力矩器必須不工作，因此如何設計兩者分時工作、間隔較短、時間片可動態調整的新模式，是超靜衛星磁控工作的核心。
2、現有磁力矩器和磁強計控制方法，具有以下缺點：
3、控制和測量磁場不能完全解耦：通過通訊方式施加延時，實現磁力矩器和磁強計間隔工作，往往由于間隔時間短，磁力矩器控制線路電流還未回零，測不到純凈地磁場，引入控制輸入誤差。
4、控制和測量間隔時間難調控：現有的控制方式沒有專用模塊根據磁力矩器驅動電流情況進行時間片的動態調整，可能造成剩磁影響測量精度，若間隔時間長又造成測量和控制出現空白段，衛星姿軌控不連續難以保障高精度。
5、申請號為cn201520343049.7的技術專利公開了一種可定制衛星用磁組件控制線路盒，但對其磁力矩器和磁強計的工作方式未做介紹。申請號cn202210661886.9的專利技術專利公開了一種數字化調整磁矩值的星載磁力矩器，通過數字化輸入實現輸出磁矩的調整，并結合溫度實現對實際輸出磁矩的預測。但其未涉及到地磁場的精確測量，也未涉及到磁強計和磁力矩器的
技術實現思路
1、本專利技術的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，解決了現有衛星磁力矩器與磁強計分時控制導致工作時間片固化不可調整、磁力矩器與磁強計交替工作導致磁力矩器歸零時受輸出磁矩影響變化大、檢測等待磁場歸零時間導致對超靜衛星姿態控制穩定性不足等問題。
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，包括：協同控制模塊、磁力矩器快速關斷控制模塊、磁力矩器主驅動線路模塊、磁強計采集模塊；
4、所述協同控制模塊、磁力矩器快速關斷控制模塊、磁力矩器主驅動線路模塊、磁強計采集模塊均連接在星上集中供電的電源母線上，具有相同的電源和地線，通過通訊線進行數據連接；
5、協同控制模塊實時按需分配磁力矩器與磁強計工作時間片，控制磁力矩器快速關斷控制模塊實現磁力矩器驅動電流的快速穩定及回零；磁力矩器主驅動線路模塊在協同控制模塊和磁力矩器快速關斷控制模塊的控制下實現對磁力矩器的輸出磁矩調整；磁強計采集模塊在協同控制模塊的控制下實現對空間磁場強度和矢量的快速實時測量。
6、進一步的，協同控制模塊包括觸發器、信號處理電路；
7、觸發器接收總控上位機發送的磁力矩器開指令和磁強計開/關指令，并生成磁力矩器快速關斷信號，發送給信號處理電路，信號處理電路產生快速關斷驅動信號，發送給磁力矩器快速關斷控制模塊；
8、同時，總控上位機發送的磁強計開/關指令還傳遞給磁強計采集模塊，實現空間磁場強度和矢量的測量。
9、進一步的，磁力矩器開指令始終為高電平，當磁強計工作時，磁強計開/關指令為高電平，磁力矩器快速關斷信號為高電平，使磁力矩器快速關斷控制模塊工作；
10、當磁強計不工作時，磁強計開/關指令為低電平，磁力矩器快速關斷信號為低電平，使磁力矩器快速關斷控制模塊不工作；
11、磁力矩器快速關斷信號經信號處理電路后，轉換為用于驅動磁力矩器快速關斷控制模塊的開關信號。
12、進一步的，磁力矩器主驅動線路模塊包括比例積分電路、鋸齒波電路、推挽電路；
13、磁矩控制信號輸出的磁矩控制信號經過比例積分電路輸出一個固定電壓值的模擬量信號，該模擬量信號與鋸齒波電路輸出的鋸齒波信號通過比較后，輸出一個脈寬調制信號，該脈寬調制信號接到推挽電路的輸入端，推挽電路根據收到的脈寬調制信號和磁力矩器快速關斷控制模塊輸出的驅動信號，對磁力矩器進行驅動。
14、進一步的，磁力矩器主驅動線路模塊還包括信號檢測電路；
15、推挽電路的輸出端接磁力矩器本體的一端，磁力矩器的另一端接地；同時磁力矩器棒體接入信號檢測電路，形成一個激磁電流檢測信號，作為反饋信號接到比例積分電路的輸入端構成激磁電流的閉環控制。
16、進一步的，磁力矩器快速關斷控制模塊包括開關電路、快速對地導通電路；
17、開關電路連接±12v電源，接收協同控制模塊輸出的開關信號，給快速對地導通電路發送控制電平，快速對地導通電路一端接到比例積分電路的輸出端；同時生成驅動信號發送給磁力矩器主驅動線路模塊中的推挽電路，實現對磁力矩器的快速關斷或快速穩定驅動。
18、進一步的，開關電路導通后輸出用于控制快速對地導通電路的控制信號，快速對地導通電路開啟后快速使驅動信號連接到地線，電壓值降為零，使后續磁力矩器主驅動線路模塊無法工作，激磁電流迅速降為零。
19、進一步的，磁強計采集模塊包括激磁電路、信號放大電路、波形檢測電路、積分電路；
20、磁強計開/關指令輸入到激磁電路中，激磁電路根據該指令控制磁強計是否工作，當磁強計工作時，激磁電路輸出激磁信號給磁強計，使磁強計產生交變磁場，磁強計輸出一個電壓信號，該電壓信號接到信號放大電路，經信號放大電路放大后的電壓信號接到波形檢測電路，波形檢測電路用來檢測放大后的電壓信號的相位，波形檢測電路的輸出端接積分電路，積分電路將波形檢測電路的輸出信號進行積分放大，最終輸出反映磁場大小和方向的采集信號。
21、進一步的，將磁強計開/關信號同步作為磁力矩器的控制信號，經協同控制模塊協同，確保在磁強計需要測量的時候磁力矩器磁場快速為零，使磁強計快速、準確測得純凈地磁場。
22、本專利技術與現有技術相比的有益效果是：
23、(1)本專利技術實現磁力矩器與磁強計的協同控制，使得驅動元件與檢測元件在磁場完全解耦的情況下縮短空閑時間片，從而大幅提高超靜衛星的檢測效率與控制穩定性。
24、(2)本專利技術通過磁力矩器與磁強計協同控制可以幫助磁力矩器與磁強計更好的協同工作，保證測量與控制間隔的同時，盡可能地減少測量與控制的空時，更大程度上實現連續穩定控制，從而更好的保障超靜衛星的高精高穩運行。
25、(3)相比于現有磁力矩器和磁強計工作模式，本專利技術的控制和測量間隔時間可精確調控：現有的控制方式沒有專用模塊根據磁力矩器驅動電流情況進行時間片的動態調整，可能造成剩磁影響測量精度，若間隔時間長又造成測量和控制出現空白段，衛星姿軌控不連續難以保障高精度。本專利技術采用磁力矩器與磁強計協同控制模塊動態調整磁力矩器和磁強計工作時長，確保驅動磁場和測量磁場無耦合，為快速測量和精確穩定控本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于包括：協同控制模塊、磁力矩器快速關斷控制模塊、磁力矩器主驅動線路模塊、磁強計采集模塊；
2.根據權利要求1所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：協同控制模塊包括觸發器、信號處理電路；
3.根據權利要求2所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：磁力矩器開指令始終為高電平，當磁強計工作時，磁強計開/關指令為高電平，磁力矩器快速關斷信號為高電平，使磁力矩器快速關斷控制模塊工作；
4.根據權利要求1所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：磁力矩器主驅動線路模塊包括比例積分電路、鋸齒波電路、推挽電路；
5.根據權利要求4所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：磁力矩器主驅動線路模塊還包括信號檢測電路；
6.根據權利要求4所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：磁力矩器快速關斷控制模塊包括開關電路、快速對地
7.根據權利要求6所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：開關電路導通后輸出用于控制快速對地導通電路的控制信號，快速對地導通電路開啟后快速使驅動信號連接到地線，電壓值降為零，使后續磁力矩器主驅動線路模塊無法工作，激磁電流迅速降為零。
8.根據權利要求1所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：磁強計采集模塊包括激磁電路、信號放大電路、波形檢測電路、積分電路；
9.根據權利要求8所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：
...【技術特征摘要】
1.一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于包括：協同控制模塊、磁力矩器快速關斷控制模塊、磁力矩器主驅動線路模塊、磁強計采集模塊；
2.根據權利要求1所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：協同控制模塊包括觸發器、信號處理電路；
3.根據權利要求2所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：磁力矩器開指令始終為高電平，當磁強計工作時，磁強計開/關指令為高電平，磁力矩器快速關斷信號為高電平，使磁力矩器快速關斷控制模塊工作；
4.根據權利要求1所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩器控制電路，其特征在于：磁力矩器主驅動線路模塊包括比例積分電路、鋸齒波電路、推挽電路；
5.根據權利要求4所述的一種能夠實現與磁強計協同控制的高精度磁力矩...
【專利技術屬性】
技術研發人員：范佳堃，劉一武，關彬，曹劍，徐勤超，孟海江，展毅，吳碩，張澤堪，
申請(專利權)人：北京控制工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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