航天相机调焦系统工作状态在轨检测方法

摘要

航天相机调焦系统工作状态在轨检测方法，属于对航天光学遥感相机工作状态进行远距离检测的方法领域。由调焦控制器、检测电路和调焦编码器三部分组成。检测电路是在原调焦电机驱动电路的基础上，在功率驱动管与调焦电机之间引出检测点，这些检测点可由调焦控制器读出当前电压值。检测方法是设置电机驱动信号并读取检测点的电压，根据各检测点电压值可判断电机线圈及功率驱动管工作是否正常。当电机各相驱动都正常时控制电机转动指定的步数，根据编码器实际转动的码值可判断调焦机构是否卡滞。本发明在相机调焦系统工作前可对其检测出四种故障：即机构冷焊导致机构卡滞、电机驱动功率管短路和断路导致驱动故障、电机线圈损坏导致电机故障。

主权项

1.航天相机调焦系统工作状态在轨检测方法，其特征是：航天相机调焦选用四相八拍驱动步进电机，则驱动电路中含有四路完全相同的驱动电路分别驱动电机的每一相，各相电路相同检测电路也相同，电机线圈等效电阻为60Ω，再串接60Ω电阻，则电机每相中驱动电路电阻为120Ω，在驱动管的集电极引出测试点，并加6KΩ电阻上拉到+5V电源，加4KΩ电阻连接到公共地；步骤一、当驱动电路正常，打开调焦电机+12V电源，且驱动IO信号A输入低电平时，功率驱动管G关断，此时测试点E的电压V_E满足关系式$\frac{12-V_E}{120}+\frac{5-V_E}{6000}=\frac{V_E}{4000},$计算得V_E＝11.5V；当驱动电路正常，打开调焦电机+12V电源，且驱动IO信号A输入高电平时，功率驱动管G导通，此时测试点E的电压V_E＝0V；表明电机这一相驱动电路正常；步骤二、当电机线圈断路，且驱动IO信号A输入低电平时，功率驱动管G关断，此时测试点E的电压V_E满足关系式计算可得V_E＝2V；当电机线圈断路，且驱动IO信号A输入高电平时，功率驱动管G导通，此时测试点E的电压V_E＝0V；表明电机这一相线圈断路；步骤三、当功率管G集电极与射极间短路时，此时测试点E的电压一直都为V_E＝0V；表明电机这一相驱动电路中驱动管G已短路；步骤四、当功率管G集电极与射极间断路时，如果电机线圈工作正常，此时测试点E的电压V_E恒满足关系式计算可得V_E＝11.5V；即测试点E电平一直为V_E＝11.5V，表明电机这一相驱动电路中驱动管G已断路但电机线圈正常；步骤五、当功率管G集电极与射极间断路时，且电机线圈也断路时，此时测试点E点的电压V_E恒满足关系式计算可得V_E＝2V；测试点E点电平一直为V_E＝2V，表明电机这一相驱动电路中驱动管G已断路且电机线圈也断路；步骤六、调焦四相八拍驱动步进电机与调焦编码器同轴连接，对于步距角为0.9°的调焦四相八拍驱动步进电机和16位调焦编码器，调焦四相八拍驱动步进电机转动一周用400步，而调焦编码器转动一周输出码值为65536，即调焦四相八拍驱动步进电机每转动一步调焦编码器输出数值变化为65536÷400＝163；调焦编码器工作状态可由调焦编码器自身给出，当调焦编码器与调焦四相八拍驱动电机的四相驱动链路都正常时，先读取调焦当前编码器数值N1，调焦四相八拍驱动步进电机发出8个控制脉冲，再读取调焦编码器数值N2，如果N1-N2差的绝对值小于163*8＝1304，则表明航天相机调焦系统卡滞。