基于自适应滤波器的磁悬浮控制力矩陀螺内转子振动抑制

• 作者: 吕奇超 周一恒 吕东元 刘平凡 孙丹峰
• 来源期刊: 导航与控制
• 关键词: 磁悬浮控制力矩陀螺 自适应跟踪滤波器 主动振动抑制 振动辨识
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 控制理论与方法|Control Theory and Method
• 页码范围: 70-77,91
• 页数: 9页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-5558.2021.01.007

摘要

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.