冯伟昌，陈家奇

（中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033）

0 引言

太阳敏感器是在航天器上应用最广泛的一类敏感器[1-2]，而数字式太阳敏感器一般用于高精度的航天器姿态控制[3-4]，其定姿精度优于0.05°。

太阳敏感器需要在太阳模拟器上完成性能测试标定。为了提高太阳敏感器的标定精度，对太阳模拟器尤其是其光源的模拟精度提出了更高的要求，包括与太阳光谱匹配性、均匀性、准直性以及稳定性等[5-8]。

针对数字式太阳敏感器，为了精确模拟空间太阳辐照方向的变化，本文设计了一种由计算机直接控制的、用于高精度太阳敏感器标定的模拟光源控制系统。

1 模拟光源的构成

光源位于椭球镜第一焦面处，发出的光束经过椭球镜汇聚到第二焦面上；再由光学积分器投影成像到无穷远，最后投影到准直物镜的后焦面附近，形成一个均匀的有效辐照面。太阳敏感器置于固定平台上。模拟光源采用由计算机构成的闭环控制系统进行控制，可以精确地实现太阳照射在敏感器上俯仰角和方位角的变化，作为太阳敏感器标定测试的参考输出。

模拟光源的结构组成如图1所示。

图1 模拟光源的结构组成Fig. 1 Block diagram of the solar simulator

2 模拟光源的控制原理及其控制系统

2.1 控制原理

模拟光源的控制一般分为开环控制和闭环控制。为了提高光源的控制精度，本文采用了具有反馈环节的闭环控制系统，其中计算机是整个控制系统的关键部件，通过植入在计算机上的软件不仅可以灵活地实现各种控制策略，而且可以实现常规的模拟控制器难以完成的各种复杂控制，从而可获得更好的控制功能，系统的控制原理如图2所示。……