申请/专利权人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

申请日：2024-01-15

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117864444A

主分类号：B64G7/00

分类号：B64G7/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明涉及了一种洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台重力卸载控制器。主要组成包括：上位机PC、下位机FPGA、程控直流电源、光电码盘、线位移传感器、AD转换模块，以及洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台。当平台载荷舱姿态运动导致重心发生变化时，光电码盘测出角度位移信息发送给下位机FPGA，下位机FPGA将数据信号打包发送至上位机PC，上位机PC计算出需要平衡卸载重力的电流大小，然后发送指令给程控直流电源，程控直流电源进而调节磁轴承线圈电流大小，实现平台载荷舱任意姿态下的重力卸载。本发明属于航天领域，可在地面模拟太空失重环境，支撑洛伦兹力磁悬浮卫星等浮体式航天器姿态控制技术的研究攻关和演示验证。

主权项：1.一种洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台重力卸载控制器，主要组成包括：上位机PC、下位机FPGA、程控直流电源、光电码盘、线位移传感器、AD转换模块，以及洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台；其特征在于：所述下位机FPGA与光电码盘连接，用于向光电码盘发送请求位置信息的M时钟信号MA并接收数据信号SLO；下位机FPGA与光电码盘通过BISS协议通信，BISS协议具有较高的响应速度和通信速率；光电码盘通过DB9接口与主控板连接，下位机FPGA发出的MA由TTL电平转为差分信号输出给光电码盘，然后光电码盘返回的SLO信号经芯片处理后由差分信号转为TTL电平输入至FPGA；所述下位机FPGA与线位移传感器通过AD转换模块连接，用于接收直线位移传感器输出的位移信号；设计信号调理电路将线位移传感器输出的信号进行调理，包括放大、滤波等，以适应AD转换模块的输入范围和要求，AD转换模块将调理后的模拟信号转换为数字信号，AD转换模块将数字信号输出，通过接口SPI传输到下位机FPGA中；所述上位机PC与下位机FPGA通过以太网连接，用于交互信号；上位机PC通过接口向下位机FPGA发送传感器数据读写指令，下位机FPGA接收指令并根据指令返回相应的数据给上位机PC，上位机PC通过自定义公式计算得出卸载重力大小需要的电流大小；所述程控电源与上位机PC连接，程控电源通过DB9串口连接线与上位机PC相连接，根据所选的通信协议和指令格式，构造一个用于设置电源输出电流的控制指令，在用过上位机软件向程控电源发送控制指令；所述重力卸载控制器的工作步骤如下：步骤一：当平台载荷舱姿态运动导致重心发生变化时，下位机FPGA向光电码盘发送请求位置信号MA，位于磁轴承上的光电码盘测出角度位移，并将其得到的角位移数据以SLO信号传送至下位机FPGA中；步骤二：上位机PC通过接口向下位机FPGA发送传感器数据读写指令，下位机FPGA接收指令并根据指令返回相应的数据给上位机PC，上位机PC通过自定义公式计算得出卸载重力大小需要的电流大小；步骤三：上位机PC将步骤二中所解析的传感器数据记录并导出，以便进行进一步的分析和报告，上位机PC根据计算出来的电流大小向程控电源发送对应的控制电流指令；步骤四：程控电源接收到指令后，其内部微处理器或控制系统会对指令进行解析，指令有效且电源状态允许，程控电源将执行相应的电流调整操作。完成电流调整后，程控电源会发送一个响应信号给上位机PC，以确认指令已执行并报告当前的电源状态；步骤五：调整后的电流通过磁轴承线圈，将已经偏移的平台重心重新调整平衡，实现任意姿态下的高精度重力卸载控制。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台重力卸载控制器

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