基于磁悬浮控制力矩陀螺的航天器姿态高精度高带宽测量方法

发布时间：2019-08-02 15:41

【摘要】：针对航天器姿态测量精度和带宽之间相互制约问题,提出一种基于磁悬浮陀螺的航天器姿态高精度、高带宽测量方法。根据刚体动力学和坐标变换原理建立磁悬浮转子径向转动合外力矩模型。在框架静止条件下,通过实时检测磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG)中的磁轴承电流、磁悬浮转子位移,计算出磁悬浮转子径向转动所受合外力矩以及磁悬浮转子径向偏转信息,间接得到航天器运动对磁悬浮转子径向转动作用力矩,进而求出航天器单轴姿态角速度和姿态角加速度。不同带宽下的仿真结果表明,本测量方法能同时检测出航天器单方向的姿态角速度和角加速度,并且满足高精度高带宽要求。
[Abstract]:In order to solve the problem of mutual restriction between attitude measurement accuracy and bandwidth of spacecraft, a high precision and high bandwidth measurement method of spacecraft attitude based on maglev gyroscope is proposed. According to the principle of rigid body dynamics and coordinate transformation, the external moment model of radial rotation of maglev rotor is established. Under the condition of frame stillness, the magnetic bearing current and the displacement of maglev rotor in maglev control moment gyro (MSCMG) are measured in real time, and the external moment of radial rotation of maglev rotor and the radial deflection information of maglev rotor are calculated. The radial rotation force moment of spacecraft motion on maglev rotor is obtained indirectly, and then the uniaxial attitude angular velocity and attitude angular acceleration of spacecraft are obtained. The simulation results under different bandwidth show that this method can detect the attitude angular velocity and angular acceleration of spacecraft in one direction at the same time, and meet the requirements of high precision and high bandwidth.
【作者单位】： 装备学院航天装备系;装备学院研究生院;中国人民解放军63961部队;
【基金】：国家自然科学基金(51475472,61403396)
【分类号】：V448.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 贾英宏,徐世杰;采用变速控制力矩陀螺的一种姿态/能量一体化控制研究[J];宇航学报;2003年01期

2 徐衍亮,刘刚,房建成;控制力矩陀螺用高性能永磁无刷直流电机研究[J];中国惯性技术学报;2003年01期

3 冯洪伟,房建成;磁悬浮控制力矩陀螺的高速转子模态分析及实验研究[J];中国惯性技术学报;2005年01期

4 张鹏波;张庆荣;房建成;;高速磁悬浮转子稳定性研究及其在控制力矩陀螺中应用[J];中国惯性技术学报;2006年03期

5 韩邦成;虎刚;房建成;;磁悬浮控制力矩陀螺高速转子的优化设计[J];光学精密工程;2006年04期

6 吴忠;魏孔明;;基于非线性观测器的控制力矩陀螺操纵律设计[J];北京航空航天大学学报;2006年11期

7 于灵慧;房建成;;控制力矩陀螺高速转子稳定性控制仿真研究[J];系统仿真学报;2007年09期

8 汤亮;陈义庆;;双框架控制力矩陀螺群的建模与分析[J];航空学报;2008年02期

9 张激扬;周大宁;高亚楠;;控制力矩陀螺框架控制方法及框架转速测量方法[J];空间控制技术与应用;2008年02期

10 卢松涛王;磊赵育善;;双框架控制力矩陀螺奇异性分析[J];北京航空航天大学学报;2008年09期

相关会议论文 前4条

1 吴忠;段洪栋;王朋;;控制力矩陀螺框架伺服系统自适应控制[A];2007'仪表，自动化及先进集成技术大会论文集（一）[C];2007年

2 张景瑞;罗杨;刘伟;;单框架控制力矩陀螺群混合操纵律设计[A];第六届全国动力学与控制青年学者学术研讨会论文摘要集[C];2012年

3 汤亮;陈义庆;;单框架控制力矩陀螺奇异问题研究[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年

4 韩邦成;虎刚;房建成;;谐波对磁悬浮转子运动轨迹的影响分析及仿真[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年

相关重要报纸文章 前1条

1 赵永新;像飞轮一样运转[N];人民日报;2008年

相关硕士学位论文 前9条

1 黄体笋;磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服电路研究与设计[D];沈阳工业大学;2009年

2 舒盛荣;应用有限元法的小型控制力矩陀螺结构可靠性分析[D];哈尔滨工业大学;2009年

3 张佳为;控制力矩陀螺系统伺服控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 杨海焱;一类控制力矩陀螺框架系统的控制方法及实验研究[D];南京理工大学;2014年

5 程国栋;应用控制力矩陀螺的敏捷卫星姿态机动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

6 刘付成;控制力矩陀螺在卫星控制系统中的应用[D];国防科学技术大学;2004年

7 敖厚军;磁悬浮控制力矩陀螺框架驱动控制技术研究[D];国防科学技术大学;2012年

8 马玉海;应用控制力矩陀螺的敏捷卫星姿态跟踪控制研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

9 冯健;磁悬浮控制力矩陀螺高速转子驱动控制系统设计与实现[D];国防科学技术大学;2013年

，

本文编号：2522206