本发明涉及一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置及粗太阳敏感器闭路测试方法和动态激励方法，该装置包括模拟光源、XYZ三轴滑块、双轴微型转台、控制箱、上位机软件。模拟太阳光源固定在支架上，在空间中位置不变，向下发出平行灯光，模拟太阳照射光。粗太阳敏感器被安装到粗太敏安装架上，可进行3自由度的线性运动以及2自由度的角运动。上位机软件设置三轴位置以及两轴角度，将设置信号通过网络发送给控制箱，控制箱控制各点机的转动以实现位置和角度的调整。不但能够对粗太阳敏感器进行动态性能考核，而且能够将粗太阳敏感器引入控制分系统闭路测试，解决了传统测试过程只能进行静态测试以及无法引入闭路测试的问题。
1.一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：包括模拟光源、X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块、双轴微型转台、控制箱；
模拟光源，能够模拟太阳光，产生垂直向下的平行光，且光照强度能够调节；
建立O-XYZ轴坐标系，取底座中心位置为坐标原点O，X轴、Y轴所在的平面平行于水平面，Z轴垂直于X轴、Y轴组成的平面，且X轴与Y轴正交，Z轴满足右手定则；
X轴滑块内设有X轴电机、Y轴滑块内设有Y轴电机，Z轴滑块内设有Z轴电机；
Y轴滑块能够由Y轴电机驱动，在水平面上沿Y轴进行线性移动，Z轴滑块能够由Z轴电机驱动，在Y轴滑块上沿Z轴进行线性移动；X轴滑块能够被X轴电机驱动，在Z轴滑块上沿X轴进行线性移动；
双轴微型转台：包括转动支架、粗太阳敏感器安装架、俯仰转动轴和滚动转轴、滚动电机、俯仰电机；
转动支架为U形，转动支架的底部中心与X轴滑块通过滚动转轴连接，滚动转轴平行于Z轴，使转动支架由滚动电机驱动，能够绕滚动转轴进行旋转；
粗太阳敏感器安装架通过俯仰转动轴安装在U形转动支架的两端之间，且俯仰转动轴位于水平面内，使粗太阳敏感器安装架，由俯仰电机驱动，能够绕俯仰转动轴旋转；
控制箱，接收上位机发送的X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值，以及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值；将X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值、滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值分别转化为X轴电机、Y轴电机，Z轴电机、滚动电机、俯仰电机的驱动脉冲电压，发送给相应的电机，使相应的电机按照设置值转动。
2.根据权利要求1所述的一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：所述双轴微型转台以X轴滑块为基座，通过滚动电机、俯仰电机带动粗太敏安装架进行滚动角、俯仰角转动；滚动电机和俯仰电机采用伺服电机，最大转速为3度/秒，转角精度为0.1度，定义安装粗太阳敏感器的一面平行于水平面朝上定义为俯仰角0度，定义U型转动支架位于OXY平面内为滚动角0度，滚动角转动角度能够进行360度旋转，俯仰角转动角度能够进行360度旋转。
3.根据权利要求1所述的一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：所述滚动电机为伺服直流电机，包括电机上端面、下端面、滚动电机本体、电机输出转轴，滚动电机本体固定在下端面上，电机输出转轴从滚动电机本体伸出，与电机上端面固定连接，电机下端面安装于X轴滑块上，电机上端面安装于转动支架上，电机输出转轴带动转动支架进行360度旋转。
4.根据权利要求1所述的一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：所述俯仰电机为伺服直流电机，包括电机左端面、右端面、俯仰电机本体、电机输出转轴，俯仰电机本体固定在右端面上，电机输出转轴从俯仰电机本体伸出，与电机左端面固定连接，电机左端面安装在粗太阳敏感器安装架的一端上，电机右端面安装于转动支架的一端上，电机转轴带动粗太阳敏感器安装架进行360度旋转，粗太阳敏感器安装架的另一端通过活动轴承与转动支架的另一端连接，该活动轴承两端均能够360度自由旋转。
5.根据权利要求1所述的一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：所述模拟光源，包括光源、聚光镜、积分器场镜、积分器投影镜、准直物镜；积分器场镜、积分器投影镜、准直物镜平行设置，且中心点与光源在一条直线上，光线从光源发出，经过聚光镜聚光后依次穿过积分器场镜、积分器投影镜、准直物镜后，成为平行光，作为模拟光源的输出，用于模拟太阳光，模拟光源输出的光照强度能够调节。
6.根据权利要求1所述的一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：还包括底座，底座上设置有直线型凹槽，直线型凹槽与Y轴平行，直线型凹槽内安装有滑轨齿轮，Y轴电机的输出转轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮中心与Y轴电机的输出转轴连接，且Y轴电机的输出转轴垂直于驱动齿轮转动的平面；驱动齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当Y轴电机输出转轴转动时，依靠驱动齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，Y轴滑块能够沿Y轴进行线性移动；
Y轴滑块与Z轴滑块接触的一面设置有直线型凹槽，直线型凹槽与Z轴平行，直线型凹槽内安装有滑轨齿轮，Z轴电机的输出转轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮中心与Z轴电机的输出转轴连接，且Z轴电机的输出转轴垂直于驱动齿轮转动的平面；驱动齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当Z轴电机输出转轴转动时，依靠驱动齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，Z轴滑块能够沿Z轴进行线性移动；
Z轴滑块与X轴滑块接触的一面设置有直线型凹槽，直线型凹槽与X轴平行，直线型凹槽内安装有滑轨齿轮，X轴电机的输出转轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮中心与X轴电机的输出转轴连接，且X轴电机的输出转轴垂直于驱动齿轮转动的平面；驱动齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当X轴电机输出转轴转动时，依靠驱动齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，X轴滑块能够沿X轴进行线性移动。
7.根据权利要求1所述的一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：所述控制箱包括电源模块、单片机模块、电机驱动模块；电源模块将外接220V电源转换为12V电压供给电机驱动模块，同时将220V电源转换为5V供给单片机模块，单片机模块接收上位机发送的X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值，以及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值送至电机驱动块；电机驱动模块将X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值、滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值分别转化为X轴电机、Y轴电机，Z轴电机、滚动电机、俯仰电机的驱动脉冲电压，发送给相应的电机，使相应的电机按照设置值转动。
8.根据权利要求1所述的一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：用户能够在所述上位机上直接设置X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值；所述上位机也能够通过以太网UDP网络协议接收外部发送来的控制信息，实时控制X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值。
9.一种粗太阳敏感器微小型物理信号闭路测试方法，其特征在于步骤如下：
(1)定义安装粗太阳敏感器的一面平行于水平面朝上定义为俯仰角0度，定义U型转动支架位于OXY平面内为滚动角0度，通过上位机指令设置将粗太阳敏感器安装架旋转到滚动角45度，俯仰角180度，并将X轴滑块位置滑动到+X轴的最大值，并将Y轴滑块位置滑动到+Y轴的最大值，并将Z轴滑块位置滑动到+Z轴的最大值，打开模拟光源，此时粗太阳敏感器接收到的太阳光强不是最大光强；
(2)将所需要的转动信息，包括X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值，通过以太网UDP的方式发送给上位机；
(3)上位机接收到该转动信息后，实时发送给控制箱，控制箱将该转动信息转化为驱动信息；
(4)控制箱根据驱动信息，驱动粗太阳敏感器绕俯仰转动轴以-0.3度每秒～0.3度每秒的角速度旋转，绕滚动转动轴以-0.3度每秒～0.3度每秒的角速度旋转，同时，X轴滑块沿X轴以-0.1米每秒～0.1米每秒的速度滑动，Y轴滑块沿Y轴以-0.1米每秒～0.1米每秒的速度滑动，Z轴滑块沿Z轴以-0.1米每秒～0.1米每秒的速度滑动，在转动及滑动的过程中，粗太阳敏感器动态输出各电池片光照强度，完成闭环测试。
10.一种粗太阳敏感器微小型物理信号动态测试方法，其特征在于步骤如下：
(1)将粗太阳敏感器安装于粗太阳敏感器安装架上，打开模拟光源；
(2)通过上位机，设置X轴滑动处于导轨中间位置，设置Y轴滑动处于导轨中间位置，设置Z轴滑动处于导轨中间位置，设置滚动角为45度，俯仰角为45度，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小；
(3)设置X轴滑块沿+X轴移动0.1米，设置Y轴沿+Y轴移动0.1米，设置Z轴沿+Z轴移动0.1米，滚动角和俯仰角保持不变，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小；
(4)在上述步骤的基础上，设置X轴滑块沿-X轴移动0.2米，设置Y轴沿-Y轴移动0.2米，设置Z轴沿-Z轴移动0.2米，滚动角和俯仰角保持不变，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小；
(5)通过上位机，设置X轴滑动处于导轨中间位置，设置Y轴滑动处于导轨中间位置，设置Z轴滑动处于导轨中间位置，设置滚动角为90度，俯仰角为-45度，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小；
(6)设置X轴滑块沿+X轴移动0.1米，设置Y轴沿+Y轴移动0.1米，设置Z轴沿+Z轴移动0.1米，滚动角和俯仰角保持不变，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小；
(7)在上述步骤的基础上，设置X轴滑块沿-X轴移动0.2米，设置Y轴沿-Y轴移动0.2米，设置Z轴沿-Z轴移动0.2米，滚动角和俯仰角保持不变，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小；
(8)通过上位机，设置X轴滑动处于导轨中间位置，设置Y轴滑动处于导轨中间位置，设置Z轴滑动处于导轨中间位置，设置滚动角为0度，俯仰角为0度，从该位置和角度开始，上位机驱动粗太阳敏感器饶滚动转轴以0.2度/秒的角速度旋转，同时饶俯仰轴以0.35度/秒的角速度旋转；X轴滑块沿X轴以0.01米/秒的速度滑动，当滑动到滑轨末端时，X轴滑块沿相反方向以0.01米/秒的速度滑动，来回滑动；Y轴滑块沿Y轴以0.01米/秒的速度滑动，当滑动到滑轨末端时，Y轴滑块沿相反方向以0.01米/秒的速度滑动，来回滑动；Z轴滑块沿Z轴以0.01米/秒的速度滑动，当滑动到滑轨末端时，Z轴滑块沿相反方向以0.01米/秒的速度滑动，来回滑动；在运动的整个过程中，上位机能够记录粗太阳敏感器各电池片输出的电流值，完成闭路测试。
粗太阳敏感器物理信号激励装置及测试和激励方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置及闭路测试方法和动态激励方法，尤其适用于粗太阳敏感器的测试过程。
背景技术
[0002] 如图2所示，是粗太阳敏感器的结构示意图。粗太阳敏感器是卫星姿态敏感器，利用安装于5个方位的电池片采集太阳光照强度，并将5个电池片感受到的太阳光强度转化为5个对应的电流值，输出给卫星姿轨控分系统。由于5个电池片安装在粗太阳敏感器的不同位置，当太阳光从某角度照射过来时，5个电池片接收到不同强度的的太阳光强度，对应的感应出的不同大小的电流，卫星控制分系统根据这5个电流值能够计算出粗太阳敏感器在空间中的姿态，据此进行卫星的姿态控制。
[0003] 在传统的卫星控制系统地面测试过程中，无法将粗太阳敏感器接入控制系统闭路进行测试，主要是因为无法实时控制粗太敏在空间中的位置和姿态。粗太敏的测试只能由测试人员手持灯源从不同方向分别照射，判断粗太敏输出角度是否与照射角度一致。传统的测试方法存在以下几方面的不足：
[0004] 传统激励装置存在以下不足：1)传统装置由测试人员手持进行激励，装置照射的角度和位置由人工来决定，只能确定大概的角度和位置，不能确定精确的照射角度和位置。2)由于粗太敏的测试过程持续时间较长，测试人员得长时间手持着激励装置，无法释放人力资源。3)传统激励装置无法接入控制系统闭路测试。
[0005] 传统的测试方法存在以下不足：1)手持精度差，无法对测试结果进行量化分析；2)不能对粗太阳敏感器进行动态性能的考核；3)传统激励装置无法接入控制系统闭路测试。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置及闭路测试方法和动态激励方法，解决了传统装置无法定量分析、不能进行动态性能考核、无法接入控制系统闭路测试的缺点。
[0007] 本发明目的通过如下技术方案予以实现：一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置，其特征在于：包括模拟光源、X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块、双轴微型转台、控制箱；
[0008] 模拟光源，能够模拟太阳光，产生垂直向下的平行光，且光照强度能够调节；
[0009] 建立O-XYZ轴坐标系，取底座中心位置为坐标原点O，X轴、Y轴所在的平面平行于水平面，Z轴垂直于X轴、Y轴组成的平面，且X轴与Y 轴正交，Z轴满足右手定则；
[0010] X轴滑块内设有X轴电机、Y轴滑块内设有Y轴电机，Z轴滑块内设有 Z轴电机；
[0011] Y轴滑块能够由Y轴电机驱动，在水平面上沿Y轴进行线性移动，Z轴滑块能够由Z轴电机驱动，在Y轴滑块上沿Z轴进行线性移动；X轴滑块能够被X轴电机驱动，在Z轴滑块上沿X轴进行线性移动；
[0012] 双轴微型转台：包括转动支架、粗太阳敏感器安装架、俯仰转动轴和滚动转轴、滚动电机、俯仰电机；
[0013] 转动支架为U形，转动支架的底部中心与X轴滑块通过滚动转轴连接，滚动转轴平行于Z轴，使转动支架由滚动电机驱动，能够绕滚动转轴进行旋转；
[0014] 粗太阳敏感器安装架通过俯仰转动轴安装在U形转动支架的两端之间，且俯仰转动轴位于水平面内，使粗太阳敏感器安装架，由俯仰电机驱动，能够绕俯仰转动轴旋转。
[0015] 控制箱，接收上位机发送的X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值，以及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值；将X轴滑块、 Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值、滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值分别转化为X轴电机、Y轴电机，Z轴电机、滚动电机、俯仰电机的驱动脉冲电压，发送给相应的电机，使相应的电机按照设置值转动。
[0016] 所述双轴微型转台：如图4，双轴微型转台以X轴滑块为基座，通过滚动电机、俯仰电机带动粗太敏安装架进行滚动角、俯仰角转动；滚动电机和俯仰电机采用伺服电机，最大转速为3度/秒，转角精度为0.1度，定义安装粗太阳敏感器的一面平行于水平面朝上定义为俯仰角0度，定义U型转动支架位于OXY平面内为滚动角0度。滚动角转动角度能够进行360度旋转，俯仰角转动角度能够进行360度旋转。
[0017] 所述滚动电机为伺服直流电机，包括电机上端面、下端面、滚动电机本体、电机输出转轴，滚动电机本体固定在下端面上，电机输出转轴从滚动电机本体伸出，与电机上端面固定连接，电机下端面安装于X轴滑块上，电机上端面安装于转动支架上，电机输出转轴带动转动支架进行360度旋转。
[0018] 所述俯仰电机为伺服直流电机，包括电机左端面、右端面、俯仰电机本体、电机输出转轴，俯仰电机本体固定在右端面上，电机输出转轴从俯仰电机本体伸出，与电机左端面固定连接，电机左端面安装在粗太敏安装架的一端上，电机右端面安装于转动支架的一端上，电机转轴带动粗太敏安装架进行360度旋转，粗太敏安装架的另一端通过活动轴承与转动支架的另一端连接，该活动轴承两端均能够360度自由旋转。
[0019] 所述模拟光源，包括光源、聚光镜、积分器场镜、积分器投影镜、准直物镜；积分器场镜、积分器投影镜、准直物镜平行设置，且中心点与光源在一条直线上，光线从光源发出，经过聚光镜聚光后依次穿过积分器场镜、积分器投影镜、准直物镜后，成为平行光，作为模拟光源的输出，用于模拟太阳光，模拟光源输出的光照强度能够调节。
[0020] 还包括底座，底座上设置有直线型凹槽，直线型凹槽与Y轴平行，直线型凹槽内安装有滑轨齿轮，Y轴电机的输出转轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮中心与Y轴电机的输出转轴连接，且Y轴电机的输出转轴垂直于驱动齿轮转动的平面；驱动齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当Y轴电机输出转轴转动时，依靠驱动齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，Y轴滑块能够沿Y轴进行线性移动。
[0021] Y轴滑块与Z轴滑块接触的一面设置有直线型凹槽，直线型凹槽与Z 轴平行，直线型凹槽内安装有滑轨齿轮，Z轴电机的输出转轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮中心与Z轴电机的输出转轴连接，且Z轴电机的输出转轴垂直于驱动齿轮转动的平面；驱动齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当Z轴电机输出转轴转动时，依靠驱动齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，Z轴滑块能够沿 Z轴进行线性移动。
[0022] Z轴滑块与X轴滑块接触的一面设置有直线型凹槽，直线型凹槽与X 轴平行，直线型凹槽内安装有滑轨齿轮，X轴电机的输出转轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮中心与X轴电机的输出转轴连接，且X轴电机的输出转轴垂直于驱动齿轮转动的平面；驱动齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当X轴电机输出转轴转动时，依靠驱动齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，X轴滑块能够沿 X轴进行线性移动。
[0023] 所述控制箱包括电源模块、单片机模块、电机驱动模块；电源模块将外接220V电源转换为12V电压供给电机驱动模块，同时将220V电源转换为 5V供给单片机模块，单片机模块接收上位机发送的X轴滑块、Y轴滑块、Z 轴滑块位移设置值，以及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值送至电机驱动块；电机驱动模块将X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值、滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值分别转化为 X轴电机、Y轴电机，Z轴电机、滚动电机、俯仰电机的驱动脉冲电压，发送给相应的电机，使相应的电机按照设置值转动。
[0024] 用户能够在所述上位机上直接设置X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值；所述上位机也能够通过以太网UDP网络协议接收外部发送来的控制信息，实时控制X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值。
[0025] 一种粗太阳敏感器微小型物理信号闭路测试方法，步骤如下：
[0026] (1)定义安装粗太阳敏感器的一面平行于水平面朝上定义为俯仰角0 度，定义U型转动支架位于OXY平面内为滚动角0度，通过上位机指令设置将粗太阳敏感器安装架旋转到滚动角45度，俯仰角180度，并将X轴滑块位置滑动到+X轴的最大值，并将Y轴滑块位置滑动到+Y轴的最大值，并将Z轴滑块位置滑动到+Z轴的最大值，打开模拟光源，此时粗太阳敏感器接收到的太阳光强不是最大光强。
[0027] (2)启动控制分系统闭路测试，控制分系统测试设备将所需要的转动信息，包括X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块位移设置值及滚动转轴的滚动角设置值、俯仰转动轴的俯仰角设置值，通过以太网UDP的方式发送给上位机；
[0028] (3)上位机接收到该转动信息后，实时发送给控制箱，控制箱将该转动信息转化为驱动信息
[0029] (4)控制分系统驱动粗太阳敏感器饶俯仰转动轴以-0.3度每秒～0.3度每秒的角速度旋转，饶滚动转动轴以-0.3度每秒～0.3度每秒的角速度旋转，同时，X轴滑块沿X轴以-0.1米每秒～0.1米每秒的速度滑动，Y轴滑块沿 Y轴以-0.1米每秒～0.1米每秒的速度滑动，Z轴滑块沿Z轴以-0.1米每秒～0.1米每秒的速度滑动，具体旋转角度及具体滑动速度由控制分系统计算给出。，在转动及滑动的过程中，粗太阳敏感器动态输出各电池片光照强度，输出给控制分系统，形成闭环测试过程。
[0030] 一种粗太阳敏感器微小型物理信号动态测试方法，步骤如下：
[0031] (1)将粗太阳敏感器安装于粗太阳敏感器安装架上，打开模拟光源。
[0032] (2)通过上位机，设置X轴滑动处于导轨中间位置，设置Y轴滑动处于导轨中间位置，设置Z轴滑动处于导轨中间位置，设置滚动角为45度，俯仰角为45度，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小。
[0033] (3)设置X轴滑块沿+X轴移动0.1米，设置Y轴沿+Y轴移动0.1米，设置Z轴沿+Z轴移动0.1米，滚动角和俯仰角保持不变，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小。
[0034] (4)在上述步骤的基础上，设置X轴滑块沿-X轴移动0.2米，设置Y 轴沿-Y轴移动0.2米，设置Z轴沿-Z轴移动0.2米，滚动角和俯仰角保持不变，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小。
[0035] (5)通过上位机，设置X轴滑动处于导轨中间位置，设置Y轴滑动处于导轨中间位置，设置Z轴滑动处于导轨中间位置，设置滚动角为90度，俯仰角为-45度，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小。
[0036] (6)设置X轴滑块沿+X轴移动0.1米，设置Y轴沿+Y轴移动0.1米，设置Z轴沿+Z轴移动0.1米，滚动角和俯仰角保持不变，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小。
[0037] (7)在上述步骤的基础上，设置X轴滑块沿-X轴移动0.2米，设置Y 轴沿-Y轴移动0.2米，设置Z轴沿-Z轴移动0.2米，滚动角和俯仰角保持不变，记录粗太阳敏感器各电池片电流值大小。
[0038] (8)通过上位机，设置X轴滑动处于导轨中间位置，设置Y轴滑动处于导轨中间位置，设置Z轴滑动处于导轨中间位置，设置滚动角为0度，俯仰角为0度，从该位置和角度开始，上位机驱动粗太阳敏感器饶滚动转轴以 0.2度/秒的角速度旋转，同时饶俯仰轴以0.35度/秒的角速度旋转。X轴滑块沿X轴以0.01米/秒的速度滑动，当滑动到滑轨末端时，X轴滑块沿相反方向以0.01米/秒的速度滑动，如此来回滑动。Y轴滑块沿Y轴以0.01米/ 秒的速度滑动，当滑动到滑轨末端时，Y轴滑块沿相反方向以0.01米/秒的速度滑动，如此来回滑动。Z轴滑块沿Z轴以0.01米/秒的速度滑动，当滑动到滑轨末端时，Z轴滑块沿相反方向以0.01米/秒的速度滑动，如此来回滑动。在运动的整个过程中，上位机能够记录粗太阳敏感器各电池片输出的电流值，供测试人员分析粗太阳敏感器的动态性能。
[0039] 本发明相对于现有技术的有益效果：
[0040] (1)本发明通过上位机设置微型双轴转台的旋转角度和三轴滑块的位移，能够精确确定粗太阳敏感器的位置和角度，可以对粗太阳敏感器各电池片的电流进行定量分析。
[0041] (2)本发明能够连续设置微型双轴转台的旋转角度和三轴滑块的位移，能够对粗太阳敏感器进行动态性能测试；
[0042] (3)本发明能够接收外部数据进行角度和位移的设置，从而能够接入控制系统闭路测试；
[0043] (4)本法明不需要测试人员手持激励装置进行测试，释放了人力资源。
[0044] (5)双轴微型转台能够进行俯仰轴和滚动轴360度旋转，旋转最大速度为3度/秒，转角精度为0.1度，能够满足控制系统闭路测试的角度范围、角度精度、角速度大小的要求。
[0045] (6)模拟光源能够产生平行光，能够模拟太阳光照强度和光照方向。
[0046] (7)闭路测试方法不但能够对粗太阳敏感器进行性能考核，也能够对控制系统的控制性能进行考核，这是传统的激励装置不具备的功能。
附图说明
[0047] 图1为整体构成示意图；
[0048] 图2为粗太阳敏感器示意图；
[0049] 图3为模拟光源结构图；
[0050] 图4为微型双轴转台；
[0051] 图5为滚动电机结构示意图；
[0052] 图6为滚动电机安装示意图；
[0053] 图7为俯仰电机结构示意图；
[0054] 图8为俯仰电机安装示意图；
[0055] 图9为Y轴电机结构示意图；
[0056] 图10为Y轴电机安装示意图；
[0057] 图11为Z轴电机安装示意图；
[0058] 图12为X轴电机安装示意图；
[0059] 图13为控制箱构成示意图。
具体实施方式
[0060] 本发明的基本思路为：提出一种粗太阳敏感器微小型物理信号激励装置及粗太阳敏感器闭路测试方法和动态激励方法，该装置包括模拟光源、XYZ 三轴滑块、双轴微型转台、控制箱、上位机软件。模拟太阳光源固定在支架上，在空间中位置不变，向下发出平行灯光，模拟太阳照射光。粗太阳敏感器被安装到粗太敏安装架上，可进行3自由度的线性运动以及2自由度的角运动。上位机软件设置三轴位置以及两轴角度，将设置信号通过网络发送给控制箱，控制箱控制各点机的转动以实现位置和角度的调整。采用该装置进行的粗太阳敏感器动态测试方法，不但能够对粗太阳敏感器进行动态性能考核，而且能够将粗太阳敏感器引入控制分系统闭路测试，解决了传统测试过程只能进行静态测试以及无法引入闭路测试的问题。
[0061] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0062] 如图1所示是本发明所述装置的整体结构示意图。
[0063] 图2是粗太阳敏感器的示意图。粗太阳敏感器是卫星姿态敏感器，利用安装于5个方位的电池片采集太阳光照强度，并将5个电池片感受到的太阳光强度转化为5个对应的电流值，输出给卫星姿轨控分系统。由于5个电池片安装在粗太阳敏感器的不同位置，当太阳光从某角度照射过来时，5个电池片接收到不同强度的的太阳光强度，对应的感应出的不同大小的电流，卫星控制分系统根据这5个电流值能够计算出粗太阳敏感器在空间中的姿态，据此进行卫星的姿态控制。
[0064] (1)模拟光源：如图3所示，模拟光源由光源、聚光镜、积分器场镜、积分器投影镜、准直物镜组成。光线从光源发出，经过聚光镜、积分器场镜、积分器投影镜、准直物镜后，成为平行光，可用于模拟太阳光。
[0065] (2)双轴微型转台：如图4，双轴微型转台以X轴滑块为基座，通过滚动电机、俯仰电机带动粗太敏安装架进行滚动角、俯仰角转动。滚动电机和俯仰电机采用伺服电机，最大转速为3度/秒，转角精度为0.1度，其中，滚动角能够进行全360度转动，俯仰角能够进行全360度转动。
[0066] (3)滚动电机：图5是滚动电机的结构组成图，该电机为伺服直流电机，由电机上、下端面、电机本体、电机转轴组成。图6表示滚动电机的安装关系，电机下端面安装于X轴滑块上，电机上端面安装于转动支架上，电机转轴带动转动支架进行360度旋转。
[0067] (4)俯仰电机：图7是俯仰电机的结构组成图，该电机为伺服直流电机，由电机左、右端面、电机本体、电机转轴组成。图8表示俯仰电机的安装关系，电机左端面安装粗太敏安装架上，电机右端面安装于转动支架上，电机转轴带动粗太敏安装架进行360度旋转。粗太敏安装架的另一端通过活动轴承与转动支架连接，该活动轴承两端均可360度自由旋转。
[0068] (5)Y轴滑块及其电机：图9是Y轴电机的结构组成图，该电机为伺服直流电机，由电机电机本体、电机转轴、电机齿轮组成。图10表示Y轴电机的安装关系，电机本体安装于Y轴滑块内部，底座安装有滑轨齿轮，电机齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当电机转轴转动时，依靠电机齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，Y轴滑块会沿Y轴进行线性移动。
[0069] (6)Z轴滑块及其电机：Z轴电机的结构组成图与图7所示Y轴电机相同，该电机为伺服直流电机，由电机电机本体、电机转轴、电机齿轮组成。图11表示Z轴电机的安装关系，电机本体安装于Z轴滑块内部，Y轴滑块上安装有滑轨齿轮，电机齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当电机转轴转动时，依靠电机齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，Z轴滑块会沿Z轴进行线性移动。
[0070] (7)X轴滑块及其电机：X轴电机的结构组成图与图7所示Y轴电机相同，该电机为伺服直流电机，由电机电机本体、电机转轴、电机齿轮组成。图12表示X轴电机的安装关系，电机本体安装于X轴滑块内部，Z轴滑块上安装有滑轨齿轮，电机齿轮与滑轨齿轮相互咬合，当电机转轴转动时，依靠电机齿轮与滑轨齿轮的相互咬合作用，X轴滑块会沿X轴进行线性移动。
[0071] (8)控制箱：图13所示为控制箱组成示意图，控制箱由电源模块、单片机模块、电机驱动模块组成。电源模块将外接220V电源转换为12V电压供给电机驱动模块，同时将220V电源转换为5V供给单片机模块。单片机模块接收上位机软件发送的X、Y、Z位移设置值，以及滚动角、俯仰角设置值，将其转化为各个电机的驱动脉冲电压，发送给电机驱动模块。电机驱动模块接收单片机的脉冲电压，驱动相应的X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、滚动电机、俯仰电机转动。
[0072] 本发明所述激励装置和闭路测试方法以及动态测试方法参与了卫星控制分系统测试，能够给出的角度精度达到0.1度，位置精度达到0.005米，在该精度下，模拟光源输出1个太阳光照强度的模拟光，测量得到的粗太阳敏感器各个电池片的输出精度达到0.5％。将本发明所述装置引入控制系统闭路测试，验证得到某控制系统的姿态控制精度为0.15度，高于设计值0.2 度。将本发明所述装置用于粗太阳敏感器动态测试，验证得到某粗太阳敏感器动态性能良好，粗太阳敏感器计算延迟在0.06秒以内，性能高于设计值 0.1秒。以上这些数据在传统的激励装置与测试方法中是得不到的。
[0073] 以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0074] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
