针对非线性摩擦和外部随机扰动影响磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG,Mag-netically Suspended Control Moment Gyroscope)框架系统角速率精度的问题,提出了一种基于自抗扰控制器(ADRC,Active Disturbance Rejection Controller)的高精度转速...针对非线性摩擦和外部随机扰动影响磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG,Mag-netically Suspended Control Moment Gyroscope)框架系统角速率精度的问题,提出了一种基于自抗扰控制器(ADRC,Active Disturbance Rejection Controller)的高精度转速控制方法.通过三阶扩张状态观测器将框架系统负载力矩、非线性摩擦力矩及外部随机扰动力矩作为"总扰动"进行估计,并对该扰动力矩进行补偿.仿真及实验结果表明:基于自抗扰控制器的框架系统控制方法使框架转速精度和稳定度提高了50%以上,且具有抗干扰能力强和动态特性好的特点.展开更多
提出一种基于磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyroscope,MSCMG)金字塔构型的航天器姿态测控一体化控制方法,利用姿控回路中的执行机构,既进行航天器姿态测量,又进行航天器姿态控制,改变了传统姿控系统由姿...提出一种基于磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyroscope,MSCMG)金字塔构型的航天器姿态测控一体化控制方法,利用姿控回路中的执行机构,既进行航天器姿态测量,又进行航天器姿态控制,改变了传统姿控系统由姿态敏感器、控制器、执行机构的组成方式。首先建立磁悬浮转子径向力矩模型,通过实时检测磁悬浮控制力矩陀螺中的磁轴承电流、磁悬浮转子位移、框架角速度,联立金字塔构型中的3个径向力矩模型求解出航天器的姿态角速度,再设计相应的姿态控制律和框架操纵律,实现航天器的姿态调节,仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。展开更多
为了实现卫星平台的超静,针对卫星平台上最大的扰振来源,研究磁悬浮控制力矩陀螺的极微振动控制问题.通过对磁悬浮高速转子、径向磁轴承进行建模与分析,设计了基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺(magnetic suspension control ...为了实现卫星平台的超静,针对卫星平台上最大的扰振来源,研究磁悬浮控制力矩陀螺的极微振动控制问题.通过对磁悬浮高速转子、径向磁轴承进行建模与分析,设计了基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺(magnetic suspension control moment gyro,MSCMG)低扰振控制方法.该方法通过测量高速转子产生的振动力与振动传递终端所受的振动力之间的传递矩阵,根据传递矩阵计算补偿电流以抑制MSCMG的同频振动力.仿真与微振动实验结果表明:在MSCMG低速框架锁定的情况下,提出的补偿控制方法使MSCMG的同频振动力降低了97.5%.该方法有助于实现MSCMG的极微振动控制,并最终实现卫星平台超静.展开更多
磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically Suspended Control Moment Gyroscope, MSCMG)内转子存在的多源高频振动会影响自身稳定性,导致卫星姿态指向精度降低。针对其高频扰动及抑制问题,以所研制的小型立式单框架磁悬浮控制力矩陀螺为研究对...磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically Suspended Control Moment Gyroscope, MSCMG)内转子存在的多源高频振动会影响自身稳定性,导致卫星姿态指向精度降低。针对其高频扰动及抑制问题,以所研制的小型立式单框架磁悬浮控制力矩陀螺为研究对象,建立动力学模型并分析了高速磁浮转子的振动特性,为内转子振动抑制提供依据。采用非参数频域辨识方法辨识整机内转子中频结构模态,通过在控制回路中串入二阶微分环节对其进行相位补偿。在稳定控制的基础上,采用自适应跟踪滤波器设计了高速磁轴承-转子系统振动抑制控制器对同频和倍频分量进行振动辨识和抑制,并在样机上进行了宽转速范围内的振动测试。实验结果表明:所设计的振动补偿控制器稳定、可行,最高工作转速达到30000rpm,全速域范围内振幅最大不超过0.07m/s2,轴心位移振动幅值和控制电流大大降低,有利于提高力矩陀螺整机的角动量指向精度。展开更多
文摘针对非线性摩擦和外部随机扰动影响磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG,Mag-netically Suspended Control Moment Gyroscope)框架系统角速率精度的问题,提出了一种基于自抗扰控制器(ADRC,Active Disturbance Rejection Controller)的高精度转速控制方法.通过三阶扩张状态观测器将框架系统负载力矩、非线性摩擦力矩及外部随机扰动力矩作为"总扰动"进行估计,并对该扰动力矩进行补偿.仿真及实验结果表明:基于自抗扰控制器的框架系统控制方法使框架转速精度和稳定度提高了50%以上,且具有抗干扰能力强和动态特性好的特点.
文摘提出一种基于磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyroscope,MSCMG)金字塔构型的航天器姿态测控一体化控制方法,利用姿控回路中的执行机构,既进行航天器姿态测量,又进行航天器姿态控制,改变了传统姿控系统由姿态敏感器、控制器、执行机构的组成方式。首先建立磁悬浮转子径向力矩模型,通过实时检测磁悬浮控制力矩陀螺中的磁轴承电流、磁悬浮转子位移、框架角速度,联立金字塔构型中的3个径向力矩模型求解出航天器的姿态角速度,再设计相应的姿态控制律和框架操纵律,实现航天器的姿态调节,仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。
文摘为了实现卫星平台的超静,针对卫星平台上最大的扰振来源,研究磁悬浮控制力矩陀螺的极微振动控制问题.通过对磁悬浮高速转子、径向磁轴承进行建模与分析,设计了基于振动传递终端力检测的磁悬浮控制力矩陀螺(magnetic suspension control moment gyro,MSCMG)低扰振控制方法.该方法通过测量高速转子产生的振动力与振动传递终端所受的振动力之间的传递矩阵,根据传递矩阵计算补偿电流以抑制MSCMG的同频振动力.仿真与微振动实验结果表明:在MSCMG低速框架锁定的情况下,提出的补偿控制方法使MSCMG的同频振动力降低了97.5%.该方法有助于实现MSCMG的极微振动控制,并最终实现卫星平台超静.
文摘磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically Suspended Control Moment Gyroscope, MSCMG)内转子存在的多源高频振动会影响自身稳定性,导致卫星姿态指向精度降低。针对其高频扰动及抑制问题,以所研制的小型立式单框架磁悬浮控制力矩陀螺为研究对象,建立动力学模型并分析了高速磁浮转子的振动特性,为内转子振动抑制提供依据。采用非参数频域辨识方法辨识整机内转子中频结构模态,通过在控制回路中串入二阶微分环节对其进行相位补偿。在稳定控制的基础上,采用自适应跟踪滤波器设计了高速磁轴承-转子系统振动抑制控制器对同频和倍频分量进行振动辨识和抑制,并在样机上进行了宽转速范围内的振动测试。实验结果表明:所设计的振动补偿控制器稳定、可行,最高工作转速达到30000rpm,全速域范围内振幅最大不超过0.07m/s2,轴心位移振动幅值和控制电流大大降低,有利于提高力矩陀螺整机的角动量指向精度。
