基于FPGA的高可靠反作用飞轮控制算法研究

发布时间：2023-03-02 07:57

　　反作用飞轮是卫星姿态控制系统的执行部件,提高小卫星飞轮系统的可靠性及控制精度具有重要的意义.提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高可靠反作用飞轮控制算法,首先介绍了反作用飞轮系统原理,分析得出FLASH型FPGA的高可靠性能,然后利用Verilog HDL语言编写浮点运算单元,并设计分段PI控制器.实验结果显示,速度响应从静止至6 000r/min耗时10s,超调量小于2r/min,稳态控制精度小于0.5r/min,验证了反作用飞轮系统设计的合理性,能够满足反作用飞轮的设计要求,进而可提高小卫星姿态控制精度.

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【文章目录】：
1 反作用飞轮系统原理
2 飞轮闭环控制算法
    2.1 基于Verilog HDL的浮点数四则运算
        2.1.1 浮点数加减法
        2.1.2 浮点数乘法
        2.1.3 浮点数除法
    2.2 分段PI闭环控制器
        2.2.1 低通滤波器
        2.2.2 电流环控制
        2.2.3 速度环控制
3 硬件实现及验证
    3.1 系统硬件实现
    3.2 反作用飞轮算法验证
4 结论



本文编号：3752238