微动量轮高精度滑模变结构控制

• 作者: 尤政 张高飞 王梦赑 田宁
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 小卫星 姿态控制 微动量轮 滑模控制 仿真计算 样机实验
• 年，卷（期）: 2015,（9）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 2553-2561
• 页数: 9页
• 分类号: V448.22|TP273
• 字数: 4087字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20152309.2553

摘要

基于滑模变结构算法研究了小卫星微动量轮的精确控制.在系统整体控制框架的基础上,对微动量轮动力学模型进行了分析;结合理想模型引入纹波电压、摩擦系数不确定性、扰动力矩等干扰因素,完善了微动量轮动力学模型.设计了等效滑模变结构控制算法,并对控制率参数进行了仿真优化.通过MATLAB仿真,对比分析了滑模变结构控制和常规PI控制在转速控制和力矩控制两种模式下的特性.最后,实验设计了微动量轮样机.仿真结果表明:基于滑模变结构控制的微动量轮转速控制精度达到±0.5 r/min,从o加速到2 000 r/min的时间为18s,均明显优于PI控制.实验结果表明:利用滑模变结构控制的微动量轮转速控制精度达到±0.9 r/min,从o加速到2 000 r/min的时间为26s.上述结果显示:利用滑模变结构控制算法可以有效克服微动量轮控制中的干扰因素,提高转速控制精度和输出力矩稳定度,缩短转速变化响应时间.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	尤政	清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室	175	1605	21.0	32.0
2	张高飞	清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室	34	356	11.0	18.0
3	田宁	清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室	2	10	2.0	2.0
4	王梦赑	清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室	4	15	2.0	3.0