控制力矩陀螺磁轴承-框架动力学耦合特性仿真研究

摘要：

框架角速率精度决定着控制力矩陀螺输出的姿态控制力矩精度,前者的精度由框架伺服电机力矩精度和框架转动惯量决定.磁悬浮控制力矩陀螺框架转动和陀螺转子的微小扭摆运动间存在动力学耦合,其框架表现出比标称值大的等效转动惯量.在柔性结构框架动力学模型和磁轴承刚度-阻尼模型基础上,研究磁轴承-框架动力学特性,推导出框架等效转动惯量和磁轴承控制参数之间的关系式,表明调整磁轴承控制参数能增大框架等效转动惯量,提高框架角速率精度.根据闭环系统稳定性和轴承承载力,确定了磁轴承控制参数取值范围,并给出了框架等效转动惯量的调节范围.通过对某小型磁悬浮控制力矩陀螺框架角速率控制系统的Simulink仿真,证明了控制力矩精度可以提高5倍,验证了模型的准确性.

关键词：控制力矩陀螺、磁轴承、动力学耦合、指向精度

所属期刊栏目：20

分类号：V448.25(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金61304036

在线出版日期：2014-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：69-73