二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法与流程

1.本发明涉及一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，属于控制领域。


背景技术：

2.随着航天技术的发展，航天器太阳电池翼的展开面积不断增大、构型则由刚性、半刚性太阳电池翼发展出柔性太阳电池翼。柔性太阳电池翼具有有源机构、无源机构多，展开时序性强，展开时间长，展开过程复杂等特点，传统刚性、半刚性太阳电池翼入轨火工解锁后由无源机构直接展开到位的控制方法已不适用于柔性太阳电池翼入轨展开。大型航天器入轨初期柔性太阳电池翼展开需要达到一定展开基频，满足保证航天器变轨、对接姿态控制要求。航天器变轨、对接完成后又需要太阳翼具备较大的展开面积，满足航天器能源需求，因此发展出了可二次展开构型的柔性太阳电池翼。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：本发明提供了一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，能够实现柔性太阳电池翼入轨后自主分步展开，同时自主判断故障模式并中止展开流程，对柔性太阳电池翼及航天器进行保护。
4.本发明所采用的技术方案是：一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，包括：
5.一次展开过程，包括：
6.给压紧释放装置通电，压紧释放装置起爆后柔性太阳电池翼与舱体解锁分离；
7.压紧释放装置起爆完成后，延时t秒，抬升机构电机工作，抬升机构旋转至90
°
锁定到位；t为设定值；
8.抬升机构展开到位后，延时t秒，2套下箱体展开锁定机构电机同时工作，带动柔性太阳电池翼两侧的柔性太阳电池阵的上箱体、下箱体展开90
°
并锁定，4套上箱体展开锁定机构随动展开90
°
并锁定；
9.2套下箱体展开锁定机构均展开锁定到位后，延时t秒，2套约束释放机构电机同时一次解锁工作，将柔性太阳电池翼两侧的柔性太阳电池阵的上箱体、下箱体解锁到位；
10.2套约束释放机构均一次解锁到位后，延时t秒，伸展机构电机一次展开工作，伸展机构伸展臂带动两侧的柔性太阳电池阵的上箱体展开，直至一次展开部分的太阳电池板阵列完全展开，张紧机构施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧；
11.在航天器完成变轨、对接动作后，柔性太阳电池翼进行二次展开，包括：
12.控制伸展机构部分收拢，将两侧太阳电池板阵列的张紧阶段收回，卸载太阳电池板阵列拉紧力；
13.伸展机构部分收拢完成后，延时t秒，2套约束释放机构电机同时二次解锁工作，将两侧二次解锁装置解锁，二次展开部分的太阳电池板阵列与下箱体解除约束；
14.2套约束释放机构均二次解锁到位后，延时t秒，伸展机构电机二次展开工作，伸展机构伸展臂带动两侧的柔性太阳电池阵的上箱体展开，直至全部太阳电池板阵列完全展开，张紧机构施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧。
15.进一步的，根据压紧释放装置的安装位置，对压紧释放装置进行编号，并按编号将压紧释放装置分为三批次，依次起爆三批次压紧释放装置；每批次起爆后间隔t秒，起爆下一批次。
16.进一步的，所述抬升机构上设置两个抬升机构锁定到位微动开关、热敏电阻和角度传感器用于抬升机构展开过程的监测及自主判断，热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测抬升角度；
17.所述抬升机构在程序展开过程中的控制参数包括：抬升机构动作时间t1、抬升机构电机电流i1、抬升机构电机限流值i
限1
，抬升机构电机超限流保护时间t
延1
，抬升机构工作超时预设时间t
预1
；
18.抬升机构展开过程包括：
19.抬升机构电机加电前，判断两个抬升机构锁定到位微动开关是否处于触发状态：若任一个抬升机构锁定到位微动开关触发，则报送抬升机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若两个抬升机构锁定到位微动开关均未触发，则将抬升机构动作时间t1置为0s，抬升机构电机在t1＝0s时开始加电，抬升机构电机在额定转矩负载下，在设定的时间段内加速至设定转速a；
20.控制抬升机构电机以设定转速a匀速运转，对抬升机构电机电流i1进行检测：若出现i1≥i
限1
且i1超过i
限1
的持续时间δt1＞t
延1
，则抬升机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，抬升机构电机以设定转速a运行至任一个抬升机构锁定到位微动开关触发，则抬升机构电机立即断电停转，抬升机构展开完成；若抬升机构锁定到位微动开关均未触发，则判断t1是否大于t
预1
：若t1＞t
预1
，则抬升机构电机停转，报送机构工作超时故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t1＜t
预1
，则电机继续以设定转速a匀速运转，重新对抬升机构电机电流i1进行检测。
21.进一步的，所述两套下箱体展开锁定机构独立动作；每套下箱体展开锁定机构均设置两个下箱体展开到位微动开关、两个下箱体锁定到位微动开关、热敏电阻和角度传感器，用于下箱体展开锁定机构展开过程的监测及自主判断，热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测下箱体展开锁定机构展开角度；每套下箱体展开锁定机构同侧均设置两套上箱体展开锁定机构，每套上箱体展开锁定机构设置一个上箱体展开到位微动开关；
22.所述下箱体展开锁定机构在程序展开过程中的控制参数包括：下箱体展开锁定机构动作时间t2、下箱体展开锁定机构电机电流i2、下箱体展开锁定机构电机限流值i
限2
、下箱体展开锁定机构电机超限流保护时间t
延2
、下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
；
23.下箱体展开锁定机构的展开过程包括：
24.下箱体展开锁定机构电机加电前，判断2个下箱体展开到位微动开关和2个下箱体锁定到位微动开关是否处于触发状态，若四个微动开关中的任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若四个微动开关均未触发，则将下箱体展开锁定机构工作时间t2置为0s，下箱体展开锁定机构电机在t2＝0s时开始加电，下箱体展开锁定机构电机在额定转矩负载下，直接启动加速至设定转速a；
25.下箱体展开锁定机构电机以设定转速a运转，对下箱体展开锁定机构电机电流i2进行检测，若出现i2≥i
限2
且i2超过i
限2
的持续时间δt2＞t
延2
，则下箱体展开锁定机构电机立即停转；下箱体展开锁定机构电机停转后，对两个下箱体锁定到位微动开关的触发状态进行判断：若任一个下箱体锁定到位微动开关触发，则对两个下箱体展开到位微动开关和两个上箱体展开到位微动开关的触发情况进行判断：
26.若两个下箱体展开到位微动开关和两个上箱体展开到位微动开关中任一微动开关触发，则下箱体展开锁定机构按程序展开完成；若两个下箱体展开到位微动开关和两个上箱体展开到位微动开关均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；
27.若两个下箱体锁定到位微动开关均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；
28.若i2《i
限2
或i2超过i
限2
但持续时间δt2≤t
延2
，则判断t2是否大于下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
，若t2＞t
预2
，则下箱体展开锁定机构电机停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t2≤t
预2
，则下箱体展开锁定机构电机继续以设定转速a运转，重新对下箱体展开锁定机构电机电流i2进行检测。
29.进一步的，所述2套约束释放机构独立动作，每套约束释放机构中共设置2个约束释放一次解锁到位微动开关、2个约束释放二次解锁到位微动开关、1个热敏电阻、电机自带霍尔传感器，用于约束释放机构解锁过程的监测及自主判断；热敏电阻用于监测电机温度，电机自带霍尔传感器用于监测电机转动圈数n3；
30.所述约束释放机构在程序解锁过程中的控制参数包括：约束释放机构动作时间t3、约束释放机构电机电流i3、约束释放机构电机限流值i
限3
、约束释放机构电机超限流保护时间t
延3
，约束释放机构一次解锁工作超时预设时间t
一次预
、约束释放机构二次解锁工作超时预设时间t
二次预
、约束释放机构一次解锁到位预设圈数n
预3
，电机转速v3及解锁过程要求转速v
展3
；
31.所述约束释放机构一次解锁过程，包括：
32.约束释放机构电机加电前，判断两个约束释放一次解锁到位微动开关是否处于触发状态，若任一个微动开关触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将约束释放机构工作时间t3置为0s、约束释放机构电机转动圈数n3置为0，约束释放机构电机在t3＝0s时开始加电，约束释放机构电机启动后直接加速至v3＝v
展3
；
33.约束释放机构电机以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，对约束释放机构电机电流i3进行检测：若i3≥i
限3
且i3≥i
限3
的持续时间δt3＞t
延3
，则约束释放机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断两个约束释放一次解锁到位微动开关的触发状态并对约束释放机构电机转动圈数n3进行检测：
34.若任一约束释放一次解锁到位微动开关触发或n3≥n
预3
，则约束释放机构电机立即断电停转，约束释放机构一次解锁完成；
35.否则，判断约束释放机构动作时间t3是否大于t
一次预
：若t3＞t
一次预
，则约束释放机构电机停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t3≤t
一次预
，则约束释放机构电机继续以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，重新对约束释放机构电机电流i3进行检
测。
36.进一步的，所述约束释放机构二次解锁过程，包括：
37.约束释放机构电机加电前，判断两个约束释放二次解锁到位微动开关是否处于触发状态，若任一个微动开关触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将约束释放机构工作时间t3置为0s、约束释放机构电机转动圈数n3置为0，约束释放机构电机在t3＝0s时开始加电，约束释放机构电机启动后直接加速至v3＝v
展3
；
38.约束释放机构电机以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，对约束释放机构电机电流i3进行检测：若i3≥i
限3
且i3≥i
限3
的持续时间δt3＞t
延3
，则约束释放机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断两个约束释放二次解锁到位微动开关的触发状态并对约束释放机构电机转动圈数n3进行检测：
39.若任一约束释放二次解锁到位微动开关触发，则约束释放机构电机立即断电停转，约束释放机构二次解锁完成；
40.若两个约束释放二次解锁到位微动开关均未触发，则判断约束释放机构动作时间t3是否大于t
二次预
：若t3＞t
二次预
，则约束释放机构电机停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t3≤t
二次预
，则约束释放机构电机继续以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，重新对约束释放机构电机电流i3进行检测。
41.进一步的，所述伸展机构共设置2个伸展机构一次展开到位微动开关、2个伸展机构二次展开到位微动开关、热敏电阻、电机自带旋转变压器，用于伸展机构展开过程的监测及自主判断；热敏电阻用于监测电机温度；
42.所述伸展机构在一次展开、部分收拢、二次展开过程中的控制参数，包括：伸展机构动作时间t4、伸展机构电机电流i4、伸展机构电机限流值i
限4
、伸展机构电机超限流保护时间t
延4
、伸展机构一次展开工作超时预设时间t
一次预2
、伸展机构部分收拢工作超时预设时间t
部收预
、伸展机构二次展开工作超时预设时间t
二次预2
、伸展机构电机转动圈数n4、伸展机构电机转速v4、伸展机构一次展开阶段电机转动圈数n
一次展
、伸展机构二次展开阶段电机转动圈数n
二次展
、伸展机构展开阶段电机转速v
展4
、伸展机构张紧阶段电机转速v
张4
、伸展机构一次展开到位预设圈数n
一次预
、伸展机构部分收拢电机转动圈数n
部分收
、伸展机构二次展开到位电机转动圈数n
二次预
。
43.进一步的，所述伸展机构一次展开过程，包括：
44.伸展机构电机加电前，判断两个伸展机构一次展开到位微动开关是否处于触发状态，若任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将伸展机构工作时间t4置为0s，伸展机构电机转动圈数n4置为0，伸展机构电机在t4＝0s时开始加电；伸展机构电机启动后在设定的时间段内转速加速至v4＝v
展4
，进入伸展机构一次展开阶段；
45.在伸展机构一次展开阶段，控制伸展机构电机以v4＝v
展4
±
5％运行，对伸展机构电机转动圈数n4进行判断：
46.若n4≥n
一次展
，则进入伸展机构一次展开张紧阶段，伸展机构电机经过变速后转速减速至v4＝v
张4
；控制伸展机构电机以v4＝v
张4
±
5％运行，判断两个伸展机构一次展开到位微动开关的触发状态及电机转动圈数n4的大小：
47.若任一伸展机构一次展开到位微动开关触发或n4≥n
一次预
，则立即断电停转，伸展机构一次展开完成；否则，对伸展机构电机电流i4进行检测：
48.若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
一次预2
：若t4＞t
一次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
一次预2
，则控制伸展机构电机继续以v4＝v
张4
±
5％的速度运行，重新对两个伸展机构一次展开到位微动开关的触发状态及电机转动圈数n4的大小进行判断；
49.若n4＜n
一次展
，则进行伸展机构电机电流i4检测：
50.若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
一次预2
：若t4＞t
一次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
一次预2
，则控制伸展机构电机继续以v4＝v
展4
±
5％的速度运行，重新对电机转动圈数n4进行判断。
51.进一步的，所述伸展机构的部分收拢过程，包括：
52.在伸展机构电机反向加电前，将伸展机构工作时间t4置为0s、伸展机构电机转动圈数n4＝n
部分收
，伸展机构电机在t4＝0s时开始反向加电，伸展机构电机反向加电时转动圈数n4逐步递减；
53.伸展机构电机启动后，在设定的时间段内转速加速至v4＝v
张4
；
54.控制伸展机构电机变速至v4＝v
张4
±
5％运行，检测伸展机构电机转动圈数n4：
55.若伸展机构电机转动圈数n4＝0，则伸展机构电机立即断电停转，伸展机构按程序部分收拢完成；
56.否则，检测伸展机构电机电流i4：
57.若出现i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
部分收
：若t4＞t
部分收
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
部分收
，则控制伸展机构电机继续以v4＝v
张4
±
5％的速度运行，重新对伸展机构电机转动圈数n4的大小进行判断。
58.进一步的，所述伸展机构二次展开过程，包括：
59.伸展机构电机加电前，判断两个伸展机构二次展开到位微动开关是否处于触发状态，若任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将伸展机构工作时间t4置为0s，伸展机构电机转动圈数n4置为0，伸展机构电机在t4＝0s时开始加电；伸展机构电机启动后在设定的时间段内转速加速至v4＝v
展4
，进入伸展机构二次展开阶段；
60.在伸展机构二次展开阶段，控制伸展机构电机以v4＝v
展4
±
5％运行，对伸展机构电机转动圈数n4进行判断：
61.若n4≥n
二次展
，则进入伸展机构二次展开张紧阶段，伸展机构电机经过变速后转速减速至v4＝v
张4
；控制伸展机构电机以v4＝v
张4
±
5％运行，判断两个伸展机构二次展开到位微动开关的触发状态及电机转动圈数n4的大小：
62.若任一伸展机构二次展开到位微动开关触发或n4≥n
二次预
，则立即断电停转，伸展
机构二次展开完成；否则，对伸展机构电机电流i4进行检测：
63.若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
二次预2
：若t4＞t
二次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
二次预2
，则控制伸展机构电机继续以v4＝v
张4
±
5％的速度运行，重新对两个伸展机构二次展开到位微动开关的触发状态及电机转动圈数n4的大小进行判断；
64.若n4＜n
二次展
，则进行伸展机构电机电流i4检测：
65.若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
二次预2
：若t4＞t
二次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
二次预2
，则控制伸展机构电机继续以v4＝v
展4
±
5％的速度运行，重新对电机转动圈数n4进行判断。
66.本发明与现有技术相比的有益效果是：
67.1、本发明提供的二次展开的柔性太阳电池翼入轨展开控制方法，该展开方法完全由航天器自主控制柔性太阳电池翼分步展开，正常情况下不需要地面进行干预；可对柔性太阳电池翼展开过程中的机构信号短路故障、机构超限流故障、机构工作超时故障等故障情况进行自主判断并及时中止展开流程，保证柔性太阳电池翼安全；
68.2.本发明提供的二次展开的柔性太阳电池翼入轨展开控制方法，可对柔性太阳电池翼展开过程中的各机构展开位置、电机转速、展开到位状态等进行监测，及时反馈柔性太阳电池翼状态；
69.3、本发明提供的二次展开的柔性太阳电池翼入轨展开控制方法，对柔性太阳电池翼展开过程中的各机构展开到位判据均设置了冗余备份手段，提高了柔性太阳电池翼展开可靠性；
70.4、本发明提供的二次展开的柔性太阳电池翼入轨展开控制方法，压紧释放装置分3批起爆，每批次起爆的压紧释放装置按柔性太阳电池翼对称面或机构对角分布，可尽量减少火工起爆对柔性太阳电池翼或航天器产生不对称冲击力；
71.5、本发明提供的二次展开的柔性太阳电池翼入轨展开控制方法，一次展开共分为5步，二次展开共分为3步，一方面可预留地面判读上一步展开到位信号及相关监控参数的时间，另一方面可等待上一步动作完成柔性太阳电池翼停稳后再启动下一步动作；
72.6、本发明提供的二次展开的柔性太阳电池翼入轨展开控制方法，对柔性太阳电池翼展开过程中伸展机构展开采用变速控制。展开阶段机构负载较低时采用高速展开，张紧阶段机构负载较高时采用低速展开，保证了柔性太阳电池翼展开的平稳性，同时减少了柔性太阳电池翼展开时间；
73.7、本发明提供的二次展开的柔性太阳电池翼入轨展开控制方法，每套有源机构均有独立的展开时序，相互独立不耦合。该方法一方面能够保证柔性太阳电池翼入轨展开可靠性，另一方面能够方便各机构在地面开展部套级试验及柔性太阳电池翼系统级分步展开试验验证；
74.8、本发明提供的二次展开的柔性太阳电池翼入轨展开控制方法，既可满足航天器入轨初期变轨、对接姿态控制对柔性太阳电池翼展开基频要求，又可满足航天器变轨、对接
完成后对太阳翼具备较大的展开面积以提供充足能源的需求。
附图说明
75.图1是一种二次展开的柔性太阳电池翼组成图。
76.图2a是本发明涉及的柔性太阳电池翼入轨自主一次展开的主流程图；
77.图2b是本发明涉及的柔性太阳电池翼入轨自主二次展开的主流程图；
78.图3a是本发明的压紧释放装置编号图；
79.图3b是柔性太阳电池翼压紧释放装置分批起爆时序图；
80.图3c是压紧释放装置起爆前状态剖视图；
81.图3d是压紧释放装置起爆后状态剖视图。
82.图4a是本发明的柔性太阳电池翼抬升机构按程序展开流程图；
83.图4b是本发明的柔性太阳电池翼抬升机构展开锁定到位状态示意图；
84.图4c是本发明的柔性太阳电池翼抬升机构锁定到位微动开关布置位置示意图；
85.图4d是本发明的柔性太阳电池翼抬升机构按程序展开过程的被控对象及监测传感器示意图。
86.图5a是本发明的柔性太阳电池翼下箱体展开锁定机构按程序展开流程图；
87.图5b是本发明的柔性太阳电池翼两侧下箱体展开锁定机构展开锁定到位状态示意图；
88.图5c是本发明的柔性太阳电池翼一侧下箱体展开锁定机构锁定及2套上箱体展开锁定机构锁定到位微动开关布置位置示意图；
89.图5d是本发明的柔性太阳电池翼上箱体展开锁定机构锁定按程序展开过程的被控对象及监测传感器示意图。
90.图6a是本发明的柔性太阳电池翼约束释放机构按程序一次解锁流程图；
91.图6b是本发明的柔性太阳电池翼两侧约束释放机构一次解锁到位状态示意图；
92.图6c是本发明的柔性太阳电池翼一侧约束释放机构一次解锁到位微动开关、约束释放机构二次解锁到位微动开关的布置位置示意图；
93.图6d是本发明的柔性太阳电池翼约束释放机构锁定按程序展开过程的被控对象及监测传感器示意图。
94.图7a是本发明的柔性太阳电池翼伸展机构按程序一次展开流程图；
95.图7b是本发明的柔性太阳电池翼伸展机构一次展开到位状态及展开阶段、张紧阶段长度示意图；
96.图7c是本发明的柔性太阳电池翼伸展机构按程序展开过程的被控对象及监测传感器示意图；
97.图8是本发明的伸展机构按程序部分收拢流程图；
98.图9a是本发明的柔性太阳电池翼约束释放机构按程序二次解锁流程图；
99.图9b是柔性太阳电池阵一次展开状态下二次解锁装置与外部柔性太阳电池阵机构部件连接关系示意图；
100.图9c是柔性太阳电池阵解除二次展开部分的柔性太阳电池板阵列限位约束后的二次解锁装置的状态图。
101.图10a是本发明的柔性太阳电池翼伸展机构按程序二次展开流程图；
102.图10b是本发明的柔性太阳电池翼伸展机构二次展开到位状态及展开阶段、张紧阶段长度示意图。
具体实施方式
103.结合附图对本发明进行说明。
104.如图1所示，本发明涉及的一种可分步二次展开的大面积柔性太阳电池翼(在申请号为2022109076231的发明中公开)，包含17个压紧释放装置5，抬升机构1、伸展机构2、柔性太阳电池阵、上箱体展开锁定机构6和下箱体展开锁定机构7；柔性太阳电池阵包括：上箱体31、下箱体32、约束释放机构33、张紧机构34、二次解锁装置35、导向机构、上电池板和下电池板；
105.其中，抬升机构1、2套下箱体展开锁定机构7、2套约束释放机构33、伸展机构2共6套有源机构，4套张紧机构34为无源机构，4套上箱体展开锁定机构6为随动机构。
106.图2a是本发明涉及的二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主一次展开的主流程图，其中2套下箱体展开锁定机构7同时动作，均展开到位后才能开始后续延时10s计时；2套约束释放机构33同时动作，均一次解锁到位后才能开始后续延时10s计时。
107.图2b是二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主二次展开的主流程图，其中2套约束释放机构33同时动作，均二次解锁到位后才能开始后续延时10s计时。
108.如图3a、图3b、图3c、图3d所示，本发明的柔性太阳电池翼的17个压紧释放装置5，分3批起爆，每批次起爆的压紧释放装置5按太阳电池翼对称面或机构对角分布，可尽量减少火工起爆对柔性太阳电池翼或航天器产生不对称冲击力。压紧释放装置5中的火工分离螺母51起爆前，太阳电池翼压紧杆52与火工分离螺母51螺纹连接，火工分离螺母51起爆后，火工分离螺母51螺纹张开，柔性太阳电池翼压紧杆52从火工分离螺母51中抽出，柔性太阳电池翼完成与太阳翼压紧支架8的解锁分离。
109.如图4a、图4b、图4c、图4d所示，本发明的太阳电池翼抬升机构1按程序展开，由于太阳电池翼抬升展开负载惯量较大，抬升机构电机采用5～7s加速启动。抬升机构1包括：固定关节11、转动关节12、抬升机构驱动组件13(即抬升机构电机)和锁定组件14；抬升机构电机采用速度开环进行控制，图中的电机转速仅为参考值。锁定组件14中分别设置1个抬升机构锁定到位微动开关15，2个抬升机构锁定到位微动开关15采用2取1触发方式判断抬升机构展开锁定到位。展开过程中对抬升机构传动链采用电机超限流停转保护。为防止电机过热，抬升机构1采用工作超时停转保护。
110.如图5a、图5b、图5c、图5d所示，本发明的太阳电池翼下箱体展开锁定机构按程序展开，由于太阳电池翼的下箱体展开锁定机构展开负载惯量较小，下箱体展开锁定机构电机73采用直接启动。电机采用速度开环进行控制，图中的电机转速仅为参考值。根据下箱体展开锁定机构7锁定特点，需要电机输出超限流转矩提供机构锁定刚度，因此下箱体展开锁定机构锁定采用电机超限流方法控制电机停转。下箱体展开锁定机构7同一侧2套上箱体展开锁定机构6为随动展开机构，与下箱体展开锁定机构7具有相同的展开角度。下箱体展开锁定机构中配置2个下箱体展开到位微动开关71，2个下箱体锁定到位微动开关72，采用2取1触发方式判断下箱体展开锁定机构7是否锁定到位，2个下箱体展开到位微动开关71及同
侧2个上箱体展开到位微动开关61采用4取1触发方式判断下箱体展开锁定机构7展开到位。展开过程中为防止电机过热，机构采用工作超时停转保护。
111.如图6a、图6b、图6c、图6d所示，本发明的太阳电池翼约束释放机构33按程序一次解锁，由于太阳电池翼约束释放解锁负载惯量较小，约束释放机构电机332采用直接启动。电机采用速度和电流双闭环进行控制，要求电机转速控制在要求值v
展
±
10％范围内。单套约束释放机构33采用2个约束释放一次解锁到位微动开关332，采用2个约束释放一次解锁到位微动开关332及电机转动圈数n3与电机预设圈数n
预3
对比(n3≥n
预3
)3取1触发方式判断机构一次解锁到位。一次解锁过程中对机构传动链采用电机超限流停转保护。为防止电机过热，机构采用工作超时停转保护。
112.如图7a、图7b、图7c所示，伸展机构2包括：三角形截面的伸展臂21、收藏箱22、伸展机构电机23、伸展机构一次展开到位微动开关24和伸展机构二次展开到位微动开关25。本发明的太阳电池翼伸展机构2按程序一次展开，由于伸展机构电机23展开阶段电机转速很高，电机采用5～7s加速启动。电机23采用速度和电流双闭环进行控制，要求电机转速控制在要求值v
展
±
5％范围内。根据伸展机构电机转动圈数与展开长度换算关系，可计算出伸展机构2进入张紧阶段的变速点对应的电机转动圈数n
一次展
。伸展机构2进入张紧阶段后，张紧机构34对伸展机构2轴向施加负载力，电机采用5s变速至低速。伸展机构2采用2个伸展机构一次展开到位微动开关24及电机转动圈数n4与电机预设圈数n
一次预4
对比(n4≥n
一次预4
)以3取1触发方式判断机构一次展开到位。伸展机构2一次展开过程中对机构传动链采用电机超限流停转保护。为防止电机过热，机构采用工作超时停转保护。
113.如图8所示，本发明的伸展机构按程序部分收拢流程图。本发明的太阳电池翼伸展机构2按程序部分收拢，要求电机转速控制在要求值v
张4
±
5％范围内。伸展机构2采用电机转动圈数n4与电机预设圈数0对比(n4＝0)触发方式判断机构按程序部分收拢到位。伸展机构2按程序部分收拢过程中对机构传动链采用电机超限流停转保护。为防止电机过热，机构采用工作超时停转保护。
114.如图9a、图9b、图9c所示，本发明的太阳电池翼约束释放机构33按程序二次解锁，由于太阳电池翼约束释放解锁负载惯量较小，约束释放机构电机332采用直接启动。电机采用速度和电流双闭环进行控制，要求电机转速控制在要求值v
展3
±
10％范围内。单套约束释放机构33采用2个约束释放二次解锁到位微动开关333，采用2个约束释放二次解锁到位微动开关333以2取1触发方式判断机构二次解锁到位。二次解锁过程中对机构传动链采用电机超限流停转保护。为防止电机过热，机构采用工作超时停转保护。
115.如图10a、图10b所示，本发明的太阳电池翼伸展机构2按程序二次展开，由于伸展机构电机23展开阶段电机转速很高，电机采用5～7s加速启动。电机23采用速度和电流双闭环进行控制，要求电机转速控制在要求值v
展4
±
5％范围内。根据伸展机构电机转动圈数与展开长度换算关系，可计算出伸展机构2进入张紧阶段的变速点对应的电机转动圈数n
二次展
。伸展机构2进入张紧阶段后，张紧机构34对伸展机构2轴向施加负载力，电机采用5s变速至低速。伸展机构2采用2个伸展机构二次展开到位微动开关25及电机转动圈数n4与电机预设圈数n
二次预
对比(n4≥n
二次预
)以3取1触发方式判断机构二次展开到位。伸展机构2二次展开过程中对机构传动链采用电机超限流停转保护。为防止电机过热，机构采用工作超时停转保护。
116.如图2a所示，一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，包括一次展开步骤如下：
117.步骤1：压紧释放装置5通电，压紧释放装置5起爆后柔性太阳电池翼压紧释放装置与舱体解锁分离；
118.步骤2：压紧释放装置5完成后延时10s，抬升机构电机13工作，抬升机构1旋转至90
°
锁定到位；
119.步骤3：抬升机构1展开到位后延时10s，2套下箱体展开锁定机构电机73同时工作，带动柔性太阳电池翼两侧太阳电池阵上箱体31、下箱体32展开90
°
并锁定，4套上箱体展开锁定机构6随动展开90
°
并锁定；
120.步骤4：2套下箱体展开锁定机构7均展开锁定到位后延时10s，2套约束释放机构电机331同时一次解锁工作，将柔性太阳电池翼两侧太阳电池阵上箱体31、下箱体32解锁到位；
121.步骤5：2套约束释放机构33均一次解锁到位后延时10s，伸展机构电机23一次展开工作，伸展机构伸展臂21带动两侧太阳电池阵上箱体31展开，直至一次展开部分的太阳电池板阵列完全展开，张紧机构34施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧。
122.如图3a所示，太阳电池翼上的17发压紧释放装置5分3批次起爆，编号为
⑥
、的压紧释放装置对称布置在伸展机构2两侧(靠近伸展机构顶部的一端)，编号为
②
、
③
的压紧释放装置对称布置在伸展机构2的中部的两侧，编号为
⑦
的压紧释放装置对称布置在伸展机构2两侧(远离伸展机构顶部的另一端)，编号为
①
的压紧释放装置布置在伸展机构2顶部；编号为的压紧释放装置布置在一个柔性太阳电池阵的下箱体32的两端，编号为
⑩
、
⑤
、的压紧释放装置依次布置在上述柔性太阳电池阵的上箱体31上；编号为
⑨
、的压紧释放装置布置在另一个柔性太阳电池阵的下箱体32的两端，编号为
⑧
、
④
、的压紧释放装置依次布置在上述柔性太阳电池阵的上箱体31上；第1批起爆编号为
①
、
②
、
③
、
④
、
⑤
的压紧释放装置5，第2批起爆编号为
⑥
、
⑦
、
⑧
、
⑨
、
⑩
、的压紧释放装置5，第3批起爆编号为的压紧释放装置5。
123.如图4a所示，抬升机构1能够按时序自主展开及故障判断，其中抬升机构1共设置2个抬升机构锁定到位微动开关15、1个热敏电阻、1个角度传感器用于抬升机构展开过程的监测及自主判断。热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测抬升角度。抬升机构按程序展开过程的控制参数包括：抬升机构动作时间t1、抬升机构电机电流i1、抬升机构电机限流值i
限1
，抬升机构电机超限流保护时间t
延1
，抬升机构工作超时预设时间t
预1
、微动开关触发信号。抬升机构工作过程中，对电机电流进行限流保护。抬升机构按程序展开步骤如下：
124.(1)抬升机构电机加电前，判断两个抬升机构锁定到位微动开关15是否处于触发状态：若任一个抬升机构锁定到位微动开关15触发，则报送抬升机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若两个抬升机构锁定到位微动开关15均未触发，则将抬升机构动作时间t1置为0s，抬升机构电机在t1＝0s时开始加电，抬升机构电机在额定转矩负载下，在5～7s内加速至1000rpm；
125.(2)控制抬升机构电机以1000rpm匀速运转，对抬升机构电机电流i1进行检测：若出现i1≥i
限1
且i1超过i
限1
的持续时间δt1＞t
延1
，则抬升机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，抬升机构电机以1000rpm运行至任一个抬升机构锁定到位微动开关15触发，则抬升机构电机立即断电停转，抬升机构1展开完成；若抬升机构锁定到位微动开关15均未触发，则判断t1是否大于t
预1
：若t1＞t
预1
，则抬升机构电机停转，报送机构工作超时故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t1＜t
预1
，则电机继续以1000rpm匀速运转，重新对抬升机构电机电流i1进行检测。
126.如图5a所示，下箱体展开锁定机构7能够按时序自主展开及故障判断，2套下箱体展开锁定机构独立动作，无耦合关系。其中每套下箱体展开锁定机构共设置2个下箱体展开到位微动开关71、2个下箱体锁定到位微动开关72、1个热敏电阻、1个角度传感器用于下箱体展开锁定机构展开过程的监测及自主判断。每套下箱体展开锁定机构同侧共2套上箱体展开锁定机构，每套上箱体展开锁定机构设置1个上箱体展开到位微动开关。热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测下箱体展开锁定机构展开角度。下箱体展开锁定机构按程序展开过程的控制参数包括：下箱体展开锁定机构动作时间t2、下箱体展开锁定机构电机电流i2、下箱体展开锁定机构电机限流值i
限2
、下箱体展开锁定机构电机超限流保护时间t
延2
、下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
、微动开关触发信号(包含与该下箱体展开锁定机构同侧的2套上箱体展开锁定机构对应的上箱体展开到位微动开关)。下箱体展开锁定机构按程序展开步骤如下：
127.(1)下箱体展开锁定机构电机73加电前，判断2个下箱体展开到位微动开关71和2个下箱体锁定到位微动开关72是否处于触发状态，若四个微动开关中的任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若四个微动开关均未触发，则将下箱体展开锁定机构工作时间t2置为0s，下箱体展开锁定机构电机73在t2＝0s时开始加电，下箱体展开锁定机构电机73在额定转矩负载下，直接启动加速至1000rpm；
128.(2)下箱体展开锁定机构电机73以1000rpm运转，对下箱体展开锁定机构电机电流i2进行检测，若出现i2≥i
限2
且i2超过i
限2
的持续时间δt2＞t
延2
，则下箱体展开锁定机构电机73立即停转；下箱体展开锁定机构电机73停转后，对两个下箱体锁定到位微动开关72的触发状态进行判断：若任一个下箱体锁定到位微动开关72触发，则对两个下箱体展开到位微动开关71和两个上箱体展开到位微动开关61的触发情况进行判断：
129.若两个下箱体展开到位微动开关71和两个上箱体展开到位微动开关61中任一微动开关触发，则下箱体展开锁定机构7按程序展开完成；若两个下箱体展开到位微动开关71和两个上箱体展开到位微动开关61均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；
130.若两个下箱体锁定到位微动开关72均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；
131.若i2《i
限2
或i2超过i
限2
但持续时间δt2≤t
延2
，则判断t2是否大于下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
，若t2＞t
预2
，则下箱体展开锁定机构电机73停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t2≤t
预2
，则下箱体展开锁定机构电机73继续以设定转速a运转，重新对下箱体展开锁定机构电机电流i2进行检测。
132.如图6a所示，约束释放机构33能够按时序自主一次解锁及故障判断，2套约束释放
机构33独立动作，无耦合关系。其中每套约束释放机构33共设置2个约束释放一次解锁到位微动开关332、2个约束释放二次解锁到位微动开关333、1个热敏电阻、电机自带霍尔传感器用于约束释放机构解锁过程的监测及自主判断。热敏电阻用于监测电机温度，电机自带霍尔传感器用于监测电机转动圈数n3。约束释放机构按程序解锁过程的控制参数包括：约束释放机构动作时间t3、约束释放机构电机电流i3、约束释放机构电机限流值i
限3
、约束释放机构电机超限流保护时间t
延3
，约束释放机构一次解锁工作超时预设时间t
一次预
、约束释放机构二次解锁工作超时预设时间t
二次预
、约束释放机构一次解锁到位预设圈数n
预3
，电机转速v3及解锁过程要求转速v
展3
、微动开关触发信号。约束释放机构按程序一次解锁步骤如下：
133.(1)约束释放机构电机331加电前，判断两个约束释放一次解锁到位微动开关332是否处于触发状态，若任一个微动开关触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将约束释放机构工作时间t3置为0s、约束释放机构电机转动圈数n3置为0，约束释放机构电机331在t3＝0s时开始加电，约束释放机构电机331启动后直接加速至v3＝v
展3
；
134.(2)约束释放机构电机331以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，对约束释放机构电机电流i3进行检测：若i3≥i
限3
且i3≥i
限3
的持续时间δt3＞t
延3
，则约束释放机构电机331立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断两个约束释放一次解锁到位微动开关332的触发状态并对约束释放机构电机转动圈数n3进行检测：
135.若任一约束释放一次解锁到位微动开关332触发或n3≥n
预3
，则约束释放机构电机331立即断电停转，约束释放机构33一次解锁完成；
136.否则，判断约束释放机构动作时间t3是否大于t
一次预
：若t3＞t
一次预
，则约束释放机构电机停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t3≤t
一次预
，则约束释放机构电机331继续以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，重新对约束释放机构电机电流i3进行检测。
137.如图7a所示，伸展机构2能够按时序自主一次展开及故障判断。其中伸展机构2共设置2个伸展机构一次展开到位微动开关24、2个伸展机构二次展开到位微动开关25、1个热敏电阻、电机自带旋转变压器用于伸展机构展开过程的监测及自主判断。热敏电阻用于监测电机温度。伸展机构按程序一次展开/部分收拢/二次展开过程的控制参数包括：伸展机构动作时间t4、伸展机构电机电流i4、伸展机构电机限流值i
限4
、伸展机构电机超限流保护时间t
延4
、伸展机构一次展开工作超时预设时间t
一次预2
、伸展机构部分收拢工作超时预设时间t
部收预
、伸展机构二次展开工作超时预设时间t
二次预2
、伸展机构电机转动圈数n4、伸展机构电机转速v4、伸展机构一次展开阶段电机转动圈数n
一次展
、伸展机构二次展开阶段电机转动圈数n
二次展
、伸展机构展开阶段电机转速v
展4
、伸展机构张紧阶段电机转速v
张4
、伸展机构一次展开到位预设圈数n
一次预
、伸展机构部分收拢电机转动圈数n
部分收
、伸展机构二次展开到位电机转动圈数n
二次预
、微动开关触发信号。伸展机构2按程序一次展开步骤如下：
138.(1)伸展机构电机23加电前，判断两个伸展机构一次展开到位微动开关24是否处于触发状态，若任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将伸展机构工作时间t4置为0s，伸展机构电机转动圈数n4置为0，伸展机构电机23在t4＝0s时开始加电；伸展机构电机23启动后在5～7s内转速加速至v4＝v
展4
，进入伸展机构一次展开阶段；
139.(2)在伸展机构一次展开阶段，控制伸展机构电机23以v4＝v
展4
±
5％运行，对伸展机构电机转动圈数n4进行判断：
140.若n4≥n
一次展
，则进入伸展机构一次展开张紧阶段，伸展机构电机23经过5s变速后转速减速至v4＝v
张4
；控制伸展机构电机23以v4＝v
张4
±
5％运行，判断两个伸展机构一次展开到位微动开关24的触发状态及电机转动圈数n4的大小：
141.若任一伸展机构一次展开到位微动开关24触发或n4≥n
一次预
，则立即断电停转，伸展机构2一次展开完成；否则，对伸展机构电机电流i4进行检测：
142.若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机23立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
一次预2
：若t4＞t
一次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
一次预2
，则控制伸展机构电机23继续以v4＝v
张4
±
5％的速度运行，重新对两个伸展机构一次展开到位微动开关24的触发状态及电机转动圈数n4的大小进行判断；
143.若n4＜n
一次展
，则进行伸展机构电机电流i4检测：
144.若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机23立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
一次预2
：若t4＞t
一次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
一次预2
，则控制伸展机构电机23继续以v4＝v
展4
±
5％的速度运行，重新对电机转动圈数n4进行判断。
145.如图2b所示，一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，包括二次展开步骤如下：
146.步骤6：伸展机构2部分收拢，将两侧太阳电池板阵列张紧阶段收回，卸载太阳电池板阵列拉紧力；
147.步骤7：伸展机构2部分收拢完成后延时10s，2套约束释放机构电机331同时二次解锁工作，将两侧二次解锁装置35解锁，二次展开部分的太阳电池板阵列与下箱体32解除约束；
148.步骤8：2套约束释放机构33均二次解锁到位后延时10s，伸展机构电机23二次展开工作，伸展机构伸展臂21带动两侧太阳电池阵上箱体31展开，直至全部太阳电池板阵列完全展开，张紧机构34施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧。
149.伸展机构2能够按时序自主按程序部分收拢及故障判断。伸展机构按程序部分收拢步骤如下：
150.(1)在伸展机构电机23反向加电前，将伸展机构工作时间t4置为0s、伸展机构电机转动圈数n4＝n
部分收
，伸展机构电机23在t4＝0s时开始反向加电，伸展机构电机23反向加电时转动圈数n4逐步递减；
151.伸展机构电机23启动后，在5～7s内转速加速至v4＝v
张4
；
152.控制伸展机构电机23在5s内变速至v4＝v
张4
±
5％运行，检测伸展机构电机转动圈数n4：
153.若伸展机构电机转动圈数n4＝0，则伸展机构电机23立即断电停转，伸展机构按程序部分收拢完成；
154.否则，检测伸展机构电机电流i4：
≤t
二次预2
，则控制伸展机构电机23继续以v4＝v
张4
±
5％的速度运行，重新对两个伸展机构二次展开到位微动开关25的触发状态及电机转动圈数n4的大小进行判断；
167.若n4＜n
二次展
，则进行伸展机构电机电流i4检测：
168.若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机23立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
二次预2
：若t4＞t
二次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
二次预2
，则控制伸展机构电机23继续以v4＝v
展4
±
5％的速度运行，重新对电机转动圈数n4进行判断。
169.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于，包括：一次展开过程，包括：给压紧释放装置(5)通电，压紧释放装置(5)起爆后柔性太阳电池翼与舱体解锁分离；压紧释放装置(5)起爆完成后，延时t秒，抬升机构电机(13)工作，抬升机构(1)旋转至90
°
锁定到位；t为设定值；抬升机构(1)展开到位后，延时t秒，2套下箱体展开锁定机构电机(73)同时工作，带动柔性太阳电池翼两侧的柔性太阳电池阵的上箱体(31)、下箱体(32)展开90
°
并锁定，4套上箱体展开锁定机构(6)随动展开90
°
并锁定；2套下箱体展开锁定机构(7)均展开锁定到位后，延时t秒，2套约束释放机构电机(331)同时一次解锁工作，将柔性太阳电池翼两侧的柔性太阳电池阵的上箱体(31)、下箱体(32)解锁到位；2套约束释放机构(33)均一次解锁到位后，延时t秒，伸展机构电机(23)一次展开工作，伸展机构伸展臂(21)带动两侧的柔性太阳电池阵的上箱体(31)展开，直至一次展开部分的太阳电池板阵列完全展开，张紧机构(34)施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧；在航天器完成变轨、对接动作后，柔性太阳电池翼进行二次展开，包括：控制伸展机构(2)部分收拢，将两侧太阳电池板阵列的张紧阶段收回，卸载太阳电池板阵列拉紧力；伸展机构(2)部分收拢完成后，延时t秒，2套约束释放机构电机(331)同时二次解锁工作，将两侧二次解锁装置(35)解锁，二次展开部分的太阳电池板阵列与下箱体(32)解除约束；2套约束释放机构(33)均二次解锁到位后，延时t秒，伸展机构电机(23)二次展开工作，伸展机构伸展臂(21)带动两侧的柔性太阳电池阵的上箱体(31)展开，直至全部太阳电池板阵列完全展开，张紧机构(34)施加预紧力将太阳电池板阵列拉紧。2.根据权利要求1所述的一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：根据压紧释放装置(5)的安装位置，对压紧释放装置(5)进行编号，并按编号将压紧释放装置(5)分为三批次，依次起爆三批次压紧释放装置(5)；每批次起爆后间隔t秒，起爆下一批次。3.根据权利要求1所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述抬升机构(1)上设置两个抬升机构锁定到位微动开关(15)、热敏电阻和角度传感器用于抬升机构展开过程的监测及自主判断，热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测抬升角度；所述抬升机构(1)在程序展开过程中的控制参数包括：抬升机构动作时间t1、抬升机构电机电流i1、抬升机构电机限流值i
限1
，抬升机构电机超限流保护时间t
延1
，抬升机构工作超时预设时间t
预1
；抬升机构(1)展开过程包括：抬升机构电机加电前，判断两个抬升机构锁定到位微动开关(15)是否处于触发状态：若任一个抬升机构锁定到位微动开关(15)触发，则报送抬升机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若两个抬升机构锁定到位微动开关(15)均未触发，则将抬升机构动作时间t1置为0s，抬升机构电机在t1＝0s时开始加电，抬升机构电机在额定转矩负
载下，在设定的时间段内加速至设定转速a；控制抬升机构电机以设定转速a匀速运转，对抬升机构电机电流i1进行检测：若出现i1≥i
限1
且i1超过i
限1
的持续时间δt1＞t
延1
，则抬升机构电机立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，抬升机构电机以设定转速a运行至任一个抬升机构锁定到位微动开关(15)触发，则抬升机构电机立即断电停转，抬升机构(1)展开完成；若抬升机构锁定到位微动开关(15)均未触发，则判断t1是否大于t
预1
：若t1＞t
预1
，则抬升机构电机停转，报送机构工作超时故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t1＜t
预1
，则电机继续以设定转速a匀速运转，重新对抬升机构电机电流i1进行检测。4.根据权利要求1所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述两套下箱体展开锁定机构(7)独立动作；每套下箱体展开锁定机构均设置两个下箱体展开到位微动开关(71)、两个下箱体锁定到位微动开关(72)、热敏电阻和角度传感器，用于下箱体展开锁定机构展开过程的监测及自主判断，热敏电阻用于监测电机温度，角度传感器用于监测下箱体展开锁定机构展开角度；每套下箱体展开锁定机构(7)同侧均设置两套上箱体展开锁定机构(6)，每套上箱体展开锁定机构(6)设置一个上箱体展开到位微动开关(61)；所述下箱体展开锁定机构(7)在程序展开过程中的控制参数包括：下箱体展开锁定机构动作时间t2、下箱体展开锁定机构电机电流i2、下箱体展开锁定机构电机限流值i
限2
、下箱体展开锁定机构电机超限流保护时间t
延2
、下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
；下箱体展开锁定机构(7)的展开过程包括：下箱体展开锁定机构电机(73)加电前，判断2个下箱体展开到位微动开关(71)和2个下箱体锁定到位微动开关(72)是否处于触发状态，若四个微动开关中的任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若四个微动开关均未触发，则将下箱体展开锁定机构工作时间t2置为0s，下箱体展开锁定机构电机(73)在t2＝0s时开始加电，下箱体展开锁定机构电机(73)在额定转矩负载下，直接启动加速至设定转速a；下箱体展开锁定机构电机(73)以设定转速a运转，对下箱体展开锁定机构电机电流i2进行检测，若出现i2≥i
限2
且i2超过i
限2
的持续时间δt2＞t
延2
，则下箱体展开锁定机构电机(73)立即停转；下箱体展开锁定机构电机(73)停转后，对两个下箱体锁定到位微动开关(72)的触发状态进行判断：若任一个下箱体锁定到位微动开关(72)触发，则对两个下箱体展开到位微动开关(71)和两个上箱体展开到位微动开关(61)的触发情况进行判断：若两个下箱体展开到位微动开关(71)和两个上箱体展开到位微动开关(61)中任一微动开关触发，则下箱体展开锁定机构(7)按程序展开完成；若两个下箱体展开到位微动开关(71)和两个上箱体展开到位微动开关(61)均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若两个下箱体锁定到位微动开关(72)均未触发，则报送机构微动开关异常故障模式，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若i2<i
限2
或i2超过i
限2
但持续时间δt2≤t
延2
，则判断t2是否大于下箱体展开锁定机构工作超时预设时间t
预2
，若t2＞t
预2
，则下箱体展开锁定机构电机(73)停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t2≤t
预2
，则下箱体展开锁定机构电机(73)继续以设定转速a运转，重新对下箱体展开锁定机构电机电流i2进行检测。
5.根据权利要求1所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述2套约束释放机构(33)独立动作，每套约束释放机构(33)中共设置2个约束释放一次解锁到位微动开关(332)、2个约束释放二次解锁到位微动开关(333)、1个热敏电阻、电机自带霍尔传感器，用于约束释放机构解锁过程的监测及自主判断；热敏电阻用于监测电机温度，电机自带霍尔传感器用于监测电机转动圈数n3；所述约束释放机构(33)在程序解锁过程中的控制参数包括：约束释放机构动作时间t3、约束释放机构电机电流i3、约束释放机构电机限流值i
限3
、约束释放机构电机超限流保护时间t
延3
，约束释放机构一次解锁工作超时预设时间t
一次预
、约束释放机构二次解锁工作超时预设时间t
二次预
、约束释放机构一次解锁到位预设圈数n
预3
，电机转速v3及解锁过程要求转速v
展3
；所述约束释放机构(33)一次解锁过程，包括：约束释放机构电机(331)加电前，判断两个约束释放一次解锁到位微动开关(332)是否处于触发状态，若任一个微动开关触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将约束释放机构工作时间t3置为0s、约束释放机构电机转动圈数n3置为0，约束释放机构电机(331)在t3＝0s时开始加电，约束释放机构电机(331)启动后直接加速至v3＝v
展3
；约束释放机构电机(331)以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，对约束释放机构电机电流i3进行检测：若i3≥i
限3
且i3≥i
限3
的持续时间δt3＞t
延3
，则约束释放机构电机(331)立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断两个约束释放一次解锁到位微动开关(332)的触发状态并对约束释放机构电机转动圈数n3进行检测：若任一约束释放一次解锁到位微动开关(332)触发或n3≥n
预3
，则约束释放机构电机(331)立即断电停转，约束释放机构(33)一次解锁完成；否则，判断约束释放机构动作时间t3是否大于t
一次预
：若t3＞t
一次预
，则约束释放机构电机停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t3≤t
一次预
，则约束释放机构电机(331)继续以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，重新对约束释放机构电机电流i3进行检测。6.根据权利要求5所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述约束释放机构(33)二次解锁过程，包括：约束释放机构电机(331)加电前，判断两个约束释放二次解锁到位微动开关(333)是否处于触发状态，若任一个微动开关触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将约束释放机构工作时间t3置为0s、约束释放机构电机转动圈数n3置为0，约束释放机构电机(331)在t3＝0s时开始加电，约束释放机构电机(331)启动后直接加速至v3＝v
展3
；约束释放机构电机(331)以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，对约束释放机构电机电流i3进行检测：若i3≥i
限3
且i3≥i
限3
的持续时间δt3＞t
延3
，则约束释放机构电机(331)立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断两个约束释放二次解锁到位微动开关(333)的触发状态并对约束释放机构电机转动圈数n3进行检测：若任一约束释放二次解锁到位微动开关(333)触发，则约束释放机构电机(331)立即断电停转，约束释放机构(33)二次解锁完成；
若两个约束释放二次解锁到位微动开关(333)均未触发，则判断约束释放机构动作时间t3是否大于t
二次预
：若t3＞t
二次预
，则约束释放机构电机停转，报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t3≤t
二次预
，则约束释放机构电机(331)继续以v3＝v
展3
±
10％的速度运行，重新对约束释放机构电机电流i3进行检测。7.根据权利要求1所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述伸展机构(2)共设置2个伸展机构一次展开到位微动开关(24)、2个伸展机构二次展开到位微动开关(25)、热敏电阻、电机自带旋转变压器，用于伸展机构展开过程的监测及自主判断；热敏电阻用于监测电机温度；所述伸展机构在一次展开、部分收拢、二次展开过程中的控制参数，包括：伸展机构动作时间t4、伸展机构电机电流i4、伸展机构电机限流值i
限4
、伸展机构电机超限流保护时间t
延4
、伸展机构一次展开工作超时预设时间t
一次预2
、伸展机构部分收拢工作超时预设时间t
部收预
、伸展机构二次展开工作超时预设时间t
二次预2
、伸展机构电机转动圈数n4、伸展机构电机转速v4、伸展机构一次展开阶段电机转动圈数n
一次展
、伸展机构二次展开阶段电机转动圈数n
二次展
、伸展机构展开阶段电机转速v
展4
、伸展机构张紧阶段电机转速v
张4
、伸展机构一次展开到位预设圈数n
一次预
、伸展机构部分收拢电机转动圈数n
部分收
、伸展机构二次展开到位电机转动圈数n
二次预
。8.根据权利要求7所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述伸展机构(2)一次展开过程，包括：伸展机构电机(23)加电前，判断两个伸展机构一次展开到位微动开关(24)是否处于触发状态，若任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将伸展机构工作时间t4置为0s，伸展机构电机转动圈数n4置为0，伸展机构电机(23)在t4＝0s时开始加电；伸展机构电机(23)启动后在设定的时间段内转速加速至v4＝v
展4
，进入伸展机构一次展开阶段；在伸展机构一次展开阶段，控制伸展机构电机(23)以v4＝v
展4
±
5％运行，对伸展机构电机转动圈数n4进行判断：若n4≥n
一次展
，则进入伸展机构一次展开张紧阶段，伸展机构电机(23)经过变速后转速减速至v4＝v
张4
；控制伸展机构电机(23)以v4＝v
张4
±
5％运行，判断两个伸展机构一次展开到位微动开关(24)的触发状态及电机转动圈数n4的大小：若任一伸展机构一次展开到位微动开关(24)触发或n4≥n
一次预
，则立即断电停转，伸展机构(2)一次展开完成；否则，对伸展机构电机电流i4进行检测：若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机(23)立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
一次预2
：若t4＞t
一次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
一次预2
，则控制伸展机构电机(23)继续以v4＝v
张4
±
5％的速度运行，重新对两个伸展机构一次展开到位微动开关(24)的触发状态及电机转动圈数n4的大小进行判断；若n4＜n
一次展
，则进行伸展机构电机电流i4检测：若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机(23)立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
一次预2
：若t4＞t
一次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤
t
一次预2
，则控制伸展机构电机(23)继续以v4＝v
展4
±
5％的速度运行，重新对电机转动圈数n4进行判断。9.根据权利要求7所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述伸展机构(2)的部分收拢过程，包括：在伸展机构电机(23)反向加电前，将伸展机构工作时间t4置为0s、伸展机构电机转动圈数n4＝n
部分收
，伸展机构电机(23)在t4＝0s时开始反向加电，伸展机构电机(23)反向加电时转动圈数n4逐步递减；伸展机构电机(23)启动后，在设定的时间段内转速加速至v4＝v
张4
；控制伸展机构电机(23)变速至v4＝v
张4
±
5％运行，检测伸展机构电机转动圈数n4：若伸展机构电机转动圈数n4＝0，则伸展机构电机(23)立即断电停转，伸展机构按程序部分收拢完成；否则，检测伸展机构电机电流i4：若出现i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机(23)立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
部分收
：若t4＞t
部分收
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
部分收
，则控制伸展机构电机(23)继续以v4＝v
张4
±
5％的速度运行，重新对伸展机构电机转动圈数n4的大小进行判断。10.根据权利要求7所述的一种柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，其特征在于：所述伸展机构(2)二次展开过程，包括：伸展机构电机(23)加电前，判断两个伸展机构二次展开到位微动开关(25)是否处于触发状态，若任一个触发，则报送机构微动开关短路故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若均未触发，则将伸展机构工作时间t4置为0s，伸展机构电机转动圈数n4置为0，伸展机构电机(23)在t4＝0s时开始加电；伸展机构电机(23)启动后在设定的时间段内转速加速至v4＝v
展4
，进入伸展机构二次展开阶段；在伸展机构二次展开阶段，控制伸展机构电机(23)以v4＝v
展4
±
5％运行，对伸展机构电机转动圈数n4进行判断：若n4≥n
二次展
，则进入伸展机构二次展开张紧阶段，伸展机构电机(23)经过变速后转速减速至v4＝v
张4
；控制伸展机构电机(23)以v4＝v
张4
±
5％运行，判断两个伸展机构二次展开到位微动开关(25)的触发状态及电机转动圈数n4的大小：若任一伸展机构二次展开到位微动开关(25)触发或n4≥n
二次预
，则立即断电停转，伸展机构(2)二次展开完成；否则，对伸展机构电机电流i4进行检测：若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机(23)立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于t
二次预2
：若t4＞t
二次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
二次预2
，则控制伸展机构电机(23)继续以v4＝v
张4
±
5％的速度运行，重新对两个伸展机构二次展开到位微动开关(25)的触发状态及电机转动圈数n4的大小进行判断；若n4＜n
二次展
，则进行伸展机构电机电流i4检测：若i4≥i
限4
且i4超过i
限4
的持续时间δt4＞t
延4
，则伸展机构电机(23)立即停转，报送机构超限流故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；否则，判断伸展机构动作时间t4是否大于
t
二次预2
：若t4＞t
二次预2
，则报送机构工作超时故障，柔性太阳电池翼自主展开流程中止；若t4≤t
二次预2
，则控制伸展机构电机(23)继续以v4＝v
展4
±
5％的速度运行，重新对电机转动圈数n4进行判断。

技术总结
本发明公开了一种二次展开的柔性太阳电池翼入轨自主分步展开控制方法，包括：柔性太阳电池翼入轨自主一次展开，在航天器完成变轨、对接动作后，柔性太阳电池翼进行二次展开；本发明能够实现柔性太阳电池翼入轨后自主分步展开，同时自主判断故障模式并中止展开流程，对柔性太阳电池翼及航天器进行保护。对柔性太阳电池翼及航天器进行保护。


技术研发人员：咸奎成 倪啸枫 李雪 霍杰 程雷 王治易 彭志龙 王威 蒋秋香 殷爱平
受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/23