采用自适应PI控制的单框架控制力矩陀螺角动量飞轮系统的设计

• 作者: 安源 张刘 曲宏松 武俊峰 金光 陈茂胜
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 角动量飞轮 角速度波动 无刷直流电机 自适应PI控制
• 年，卷（期）: 2011,（5）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1075-1081
• 分类号: V448.22|TH703.6
• 字数: 2796字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20111905.1075

摘要

设计了单框架控制力矩陀螺中的角动量飞轮分系统以提高卫星姿态控制精度.首先,从理论上分析了角动量飞轮的角速度波动对单框架控制力矩陀螺输出力矩的影响,得到当期望转速为5000 r/min且力矩波动<0.002 Nm时,角速度波动应小于5 r/min的结论.然后,采用无刷直流电机驱动角动量飞轮,利用FPGA实现控制驱动电路,并设计自适应PI控制律以跟踪期望角速度.实验结果显示:从静止状态跟踪5000 r/min期望转速,达到稳定状态耗时25 s,超调量<15 r/min,稳态精度为2 r/min.通过对上位机实时采集转速数据进行分析,验证了动量飞轮分系统设计的合理性,表明其能够满足单框架控制力矩陀螺对角动量飞轮分系统的设计要求,降低了角速度波动对输出力矩的影响,进而能够提高卫星对地观测时的平台控制精度.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	金光	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	202	2450	24.0	39.0
2	安源	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	32	437	12.0	20.0
3	曲宏松	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	34	256	10.0	15.0
4	武俊峰	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	22	164	8.0	12.0
5	张刘	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	24	219	8.0	14.0