基于超声电机的航天器高精密扫描驱动控制技术研究
发布时间：2021-07-30 09:18
卫星扫描驱动控制系统是卫星载荷的重要组成部分,直接关系到整个卫星系统的性能好坏。随着国民经济的发展,军民领域应用需求的增加,以微波载荷为代表的航天器载荷对卫星上扫描驱动机构的重量、指向精度、速度稳定度等性能指标提出了更高的要求。传统的扫描驱动机构是电磁电机驱动的,存在体积大、重量重,响应慢等问题,并且都需要齿轮等传动装置,而引入齿轮传动就会带来齿轮间隙、回程误差及抖动等问题,影响扫描机构运动的性能,在精度上无法满足新一代高分卫星载荷对扫描驱动机构的要求。由于超声电机具有可直接驱动及断电自锁的特性,可以省去减速、传动、自锁装置,大大简化了扫描驱动机构的设计,使整个机构更加简单紧凑,有助于实现轻量化;同时超声电机具有转速低、位置分辨率高、不受电磁场干扰等特点,使得超声电机是轻量化、低转速、高精度的扫描驱动机构的理想驱动器。因此,本研究在调研国内外扫描驱动机构驱动形式的基础上,针对微波载荷扫描驱动技术的需求,提出以超声电机作为驱动器来设计出一种结构轻量化、高精度、高速度稳定度的扫描驱动机构。本文以旋转行波型超声电机为驱动部件,设计了一款扫描驱动机构,重量为2.35kg,仅为步进加谐波减速器方...
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
面阵扫描成像在轨工作过程
探测仪扫描机构指向机构扫描驱动机构维扫描 一维扫描 二维扫描 一维扫描 进电机直流有刷电机直流有刷电机直流无刷电机2.9kg 14.8kg 4.3kg 12.2W 2.9W 5″ 4″ 11mrad 的扫描机构荷中的 HRG 相机是采用步进电机驱动的力矩为 4.7N·m。并采用测量精度为±15如图 1-2 所示，扫描驱动机构的总重大
图 1-3 大气探测仪扫描机构示意图Fig.1-3 Scanning mechanism of atmospheric detector主要执行探测、定标和指向三种工作模式。在中小尺机构采用 1/2 正弦周期进行加、减速。探测过程如图 1按小步大步交错的方式步进 15 步，两次步进间隔 39s，描驱动机构共步进 2 步，探测 3 个位置。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间扫描机构控制系统的研究与实现[J]. 徐振宇,左刚,吴振国. 空间电子技术. 2016(04)
[2]步进电机基于专家PID的转速控制[J]. 彭翾,孟婥,孙以泽. 自动化与仪表. 2016(07)
[3]基于超声电机的轻型指向机构及其指向误差分析[J]. 田咪,何志平,陈凯,吕刚,王建宇. 红外与激光工程. 2015(07)
[4]PID控制参数优化方法及基于MATLAB的仿真[J]. 张建. 信息通信. 2013(02)
[5]基于MSP430的超声电机小型驱动器[J]. 俞浦,李华峰,李杰. 微型机与应用. 2011(18)
[6]PID控制器简介及参数整定方法[J]. 潘汝涛. 科技信息. 2011(07)
[7]国外空间光学扫描机构现状[J]. 汪逸群,齐心达. 光机电信息. 2010(12)
[8]变结构PID在大型望远镜速度控制中的应用[J]. 张斌,李洪文,郭立红,孟浩然,王建立,阴玉梅. 光学精密工程. 2010(07)
[9]21位光电编码器数据处理系统[J]. 赵长海,万秋华,王树洁,卢新然. 电子测量与仪器学报. 2010(06)
[10]基于可编程片上系统的超声电机小型驱动电源[J]. 李华峰,冒俊,马春苗,赵淳生. 压电与声光. 2009(03)
博士论文
[1]用于空间环境的超声电机的研究[D]. 芦小龙.南京航空航天大学 2014
[2]直线超声电机驱动的平面3-PRR并联平台视觉精密定位关键技术研究[D]. 周丽平.南京航空航天大学 2013
[3]基于音圈电机驱动的航空相机像面扫描系统研究[D]. 杨守旺.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[4]模糊控制在光电跟踪伺服系统中的应用研究[D]. 韩晓泉.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
硕士论文
[1]星载高精度太阳辐照光谱仪波长扫描机构研究[D]. 许典.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2016
[2]一种高稳定度扫描驱动控制系统的设计与实现[D]. 孙继友.哈尔滨工业大学 2015
[3]超声电机驱动控制技术的研究[D]. 牛德森.南京航空航天大学 2015
[4]毫米波无源成像系统伺服扫描机构设计及其控制单元实现[D]. 兰森榕.电子科技大学 2015
[5]基于PSoC的直线超声电机速度控制研究[D]. 胥兆丽.南京航空航天大学 2013
[6]行波型超声电机稳定性及其控制策略研究[D]. 张帆.重庆大学 2013
[7]基于DSP/FPGA的直线型超声电机驱动控制系统的研究[D]. 孙霖.南京航空航天大学 2012
[8]用于玻璃基纳米孔成形的进给系统驱动控制研究[D]. 夏孝云.南京航空航天大学 2012
[9]超声电机在磁悬浮飞轮锁紧装置中的应用研究[D]. 李晓牛.南京航空航天大学 2012
[10]卫星天线扫描机构控制系统的研究与实现[D]. 徐振宇.西安电子科技大学 2012
本文编号：3311146
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
面阵扫描成像在轨工作过程
探测仪扫描机构指向机构扫描驱动机构维扫描 一维扫描 二维扫描 一维扫描 进电机直流有刷电机直流有刷电机直流无刷电机2.9kg 14.8kg 4.3kg 12.2W 2.9W 5″ 4″ 11mrad 的扫描机构荷中的 HRG 相机是采用步进电机驱动的力矩为 4.7N·m。并采用测量精度为±15如图 1-2 所示，扫描驱动机构的总重大
图 1-3 大气探测仪扫描机构示意图Fig.1-3 Scanning mechanism of atmospheric detector主要执行探测、定标和指向三种工作模式。在中小尺机构采用 1/2 正弦周期进行加、减速。探测过程如图 1按小步大步交错的方式步进 15 步，两次步进间隔 39s，描驱动机构共步进 2 步，探测 3 个位置。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间扫描机构控制系统的研究与实现[J]. 徐振宇,左刚,吴振国. 空间电子技术. 2016(04)
[2]步进电机基于专家PID的转速控制[J]. 彭翾,孟婥,孙以泽. 自动化与仪表. 2016(07)
[3]基于超声电机的轻型指向机构及其指向误差分析[J]. 田咪,何志平,陈凯,吕刚,王建宇. 红外与激光工程. 2015(07)
[4]PID控制参数优化方法及基于MATLAB的仿真[J]. 张建. 信息通信. 2013(02)
[5]基于MSP430的超声电机小型驱动器[J]. 俞浦,李华峰,李杰. 微型机与应用. 2011(18)
[6]PID控制器简介及参数整定方法[J]. 潘汝涛. 科技信息. 2011(07)
[7]国外空间光学扫描机构现状[J]. 汪逸群,齐心达. 光机电信息. 2010(12)
[8]变结构PID在大型望远镜速度控制中的应用[J]. 张斌,李洪文,郭立红,孟浩然,王建立,阴玉梅. 光学精密工程. 2010(07)
[9]21位光电编码器数据处理系统[J]. 赵长海,万秋华,王树洁,卢新然. 电子测量与仪器学报. 2010(06)
[10]基于可编程片上系统的超声电机小型驱动电源[J]. 李华峰,冒俊,马春苗,赵淳生. 压电与声光. 2009(03)
博士论文
[1]用于空间环境的超声电机的研究[D]. 芦小龙.南京航空航天大学 2014
[2]直线超声电机驱动的平面3-PRR并联平台视觉精密定位关键技术研究[D]. 周丽平.南京航空航天大学 2013
[3]基于音圈电机驱动的航空相机像面扫描系统研究[D]. 杨守旺.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[4]模糊控制在光电跟踪伺服系统中的应用研究[D]. 韩晓泉.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
硕士论文
[1]星载高精度太阳辐照光谱仪波长扫描机构研究[D]. 许典.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2016
[2]一种高稳定度扫描驱动控制系统的设计与实现[D]. 孙继友.哈尔滨工业大学 2015
[3]超声电机驱动控制技术的研究[D]. 牛德森.南京航空航天大学 2015
[4]毫米波无源成像系统伺服扫描机构设计及其控制单元实现[D]. 兰森榕.电子科技大学 2015
[5]基于PSoC的直线超声电机速度控制研究[D]. 胥兆丽.南京航空航天大学 2013
[6]行波型超声电机稳定性及其控制策略研究[D]. 张帆.重庆大学 2013
[7]基于DSP/FPGA的直线型超声电机驱动控制系统的研究[D]. 孙霖.南京航空航天大学 2012
[8]用于玻璃基纳米孔成形的进给系统驱动控制研究[D]. 夏孝云.南京航空航天大学 2012
[9]超声电机在磁悬浮飞轮锁紧装置中的应用研究[D]. 李晓牛.南京航空航天大学 2012
[10]卫星天线扫描机构控制系统的研究与实现[D]. 徐振宇.西安电子科技大学 2012
本文编号：3311146
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