使用单框架控制力矩陀螺的空间站姿态控制系统建模与仿真 被引量：18

1

作者 汤亮 贾英宏 徐世杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期126-131,共6页

研究使用单框架控制力矩陀螺群 (SGCMGs)的空间站的姿态控制。完成空间站在轨三轴稳定飞行模式下的动力学和执行机构的建模。基于最小二乘意义下的伪逆原理设计了 SGCMGs的控制律。对于框架构形的隐奇异 ,采用零运动躲避的算法。同时建... 研究使用单框架控制力矩陀螺群 (SGCMGs)的空间站的姿态控制。完成空间站在轨三轴稳定飞行模式下的动力学和执行机构的建模。基于最小二乘意义下的伪逆原理设计了 SGCMGs的控制律。对于框架构形的隐奇异 ,采用零运动躲避的算法。同时建立了框架电机的动力学、干扰和控制器的仿真模型。提出了适合工程应用的SGCMGs构形显奇异和饱和奇异的工程性的判断条件及卸载方法。为了探讨伺服机构对系统响应特性的影响 ,进行了分系统级的仿真。仿真模型中包括了空间环境力矩、敏感器及姿态确定模型。仿真中使用了五棱锥构形的SGCMGs,这种构形具有好的冗余度和大的角动量包络。仿真结果验证了五棱锥构形 展开更多

关键词 空间站 姿态控制系统 单框架控制力矩陀螺 敏感器 建模 仿真

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单框架控制力矩陀螺转子动不平衡对遥感卫星成像的影响 被引量：12

2

作者 杨秀彬 常琳 金光 《中国光学》 EI CAS 2012年第4期358-365,共8页

分析了单框架控制力矩陀螺(SGCMG)转子在高速旋转时产生的动不平衡干扰力矩引起的星体颤振角和颤振角速度对TDI CCD相机成像的影响。通过坐标变换将转子坐标系下的干扰力矩转换至星体坐标系下的干扰力矩,将卫星姿态动力学方程计算出干... 分析了单框架控制力矩陀螺(SGCMG)转子在高速旋转时产生的动不平衡干扰力矩引起的星体颤振角和颤振角速度对TDI CCD相机成像的影响。通过坐标变换将转子坐标系下的干扰力矩转换至星体坐标系下的干扰力矩,将卫星姿态动力学方程计算出干扰力矩引起的星体颤振角位移和颤振角速度代入TDI CCD相机成像像移补偿模型;利用TDICCD相机像点与物点对应模型的仿真系统仿真了陀螺转子在不同转速下引起星体颤振角位移和角速度对相机成像的影响;最后,利用图像对比度和互相关相似性测度分析仿真成像质量。仿真显示:SGCMG转子在转速为3 000 r/min时,横向调制传递函数为0.997,图像互相关相似性测度为0.996 1;转速为6 000 r/min时,横向调制传递函数为0.928 3,图像互相关相似性测度为0.974 8。结果表明:SGCMG转子在高速旋转过程中引起的星体颤振角位移和角速度严重影响了TDI CCD相机的成像质量,应依据颤振的影响对SGCMG实施减震措施。 展开更多

关键词 遥感卫星 单框架控制力矩陀螺 转子 动不平衡 颤振 像质

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用单框架控制力矩陀螺的大型航天器姿态控制系统实物仿真研究 被引量：17

3

作者 张锦江 李季苏 吴宏鑫 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期382-388,共7页

利用三轴气浮台模拟航天器空间力学环境,进行了单框架控制力矩陀螺(SGCMG)姿态控制/动量管理系统全实物仿真研究。推导了大型航天器姿态控制/动量管理系统数学模型。设计调试了实物仿真系统。研究了单框架控制力矩陀螺奇异回避问题、失... 利用三轴气浮台模拟航天器空间力学环境,进行了单框架控制力矩陀螺(SGCMG)姿态控制/动量管理系统全实物仿真研究。推导了大型航天器姿态控制/动量管理系统数学模型。设计调试了实物仿真系统。研究了单框架控制力矩陀螺奇异回避问题、失效操纵问题和动量管理优化问题。证明了系统构形分析、奇异性分析和操纵律设计的正确性和有效性。通过大型航天器姿态控制/动量管理系统实物仿真,检验了设计方案的可行性和系统硬、软件的可靠性。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 仿真 航天器控制

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单框架控制力矩陀螺的奇异分析及操纵律设计 被引量：12

4

作者 李传江 郭延宁 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2346-2353,共8页

通过对单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)的奇异问题的分析,设计了一种新的伪逆解与零运动向量相结合的操纵律来回避SGCMGs的内部奇异点。首先通过绘制金字塔构型SGCMGs奇异角动量曲面及典型角动量切面对应的奇异度量极值曲面,研究了其奇异... 通过对单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)的奇异问题的分析,设计了一种新的伪逆解与零运动向量相结合的操纵律来回避SGCMGs的内部奇异点。首先通过绘制金字塔构型SGCMGs奇异角动量曲面及典型角动量切面对应的奇异度量极值曲面,研究了其奇异的几何特性。然后以缩小期望力矩与各SGCMG角动量的夹角为目的,给出了一种新的零运动向量构造方法用于操纵律的设计。该方法在全局范围内考虑,并未参考当前奇异度量值,故能有效地避免奇异度量局部极值所对应的内部显奇异点。最后将其与现有的几种操纵律进行了数学仿真对比,验证了其有效性及优越性。 展开更多

关键词 姿态控制 单框架控制力矩陀螺 奇异 操纵律

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大型航天器单框架控制力矩陀螺系统全物理仿真 被引量：5

5

作者 张锦江 牟小刚 李季苏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第3期394-396,共3页

单框架控制力矩陀螺(SGCMG)是一种重要的航天器动量交换装置。用SGCMG作姿控部件的大型航天器姿态控制/动量管理系统是我国未来航天器发展的一个重点研究问题。本文利用三轴全物理仿真气浮台作为控制对象,模拟航天器在外层空间所受扰动... 单框架控制力矩陀螺(SGCMG)是一种重要的航天器动量交换装置。用SGCMG作姿控部件的大型航天器姿态控制/动量管理系统是我国未来航天器发展的一个重点研究问题。本文利用三轴全物理仿真气浮台作为控制对象,模拟航天器在外层空间所受扰动力矩很小的力学环境。把SGCMG姿态控制/动量管理系统置于气浮台上,组成与航天器控制系统相同的仿真回路,来研究其动力学、动量交换、动量耦合以及控制系统中尚不清楚的一些问题。实践证明该仿真系统能够很好模拟航天器的力学环境,为SGCMG系统的进一步研究打下了很好的基础。 展开更多

关键词 大型航天器 单框架控制力矩陀螺系统 物理仿真 姿态控制

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200Nms单框架控制力矩陀螺的热平衡试验 被引量：7

6

作者 虎刚 徐映霞 吴金涛 《空间控制技术与应用》 2008年第1期25-28,共4页

控制力矩陀螺是一种用于大型航天器的大功率惯性执行机构,其热特性不仅是影响其自身工作性能的基本因素,也是整星热控设计需要考虑的重要因素。介绍了一种200Nms单框架控制力矩陀螺的热平衡试验及其试验结果。试验样机被设置了161个内... 控制力矩陀螺是一种用于大型航天器的大功率惯性执行机构,其热特性不仅是影响其自身工作性能的基本因素,也是整星热控设计需要考虑的重要因素。介绍了一种200Nms单框架控制力矩陀螺的热平衡试验及其试验结果。试验样机被设置了161个内、外测温点。在多种热真空条件下,样机运行至热稳定状态后,161个测温点的温度测量数据以及样机的工作性能数据被记录下来。由试验结果获得了样机运行在不同环境温度条件下的自身温度分布情况,测试数据表明样机性能未随环境温度条件的改变而表现出明显的变化。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 热平衡试验 温度分布 热耗

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具有单框架控制力矩陀螺航天器的建模及可控性分析 被引量：2

7

作者 张佳为 马克茂 孟桂芝 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期761-766,共6页

针对具有单框架控制力矩陀螺的航天器姿态控制问题,将航天器与控制力矩陀螺看作整体系统,应用Lagrangian方程与Hamiltonian方程建立系统在重力场中的数学模型。在考虑航天器短时间内大角度机动前提下,将系统在Lagrangian形式下的状态方... 针对具有单框架控制力矩陀螺的航天器姿态控制问题,将航天器与控制力矩陀螺看作整体系统,应用Lagrangian方程与Hamiltonian方程建立系统在重力场中的数学模型。在考虑航天器短时间内大角度机动前提下,将系统在Lagrangian形式下的状态方程简化成仿射非线性形式,以控制力矩陀螺框架角速度为输入变量,回避控制力矩陀螺在奇异情况下对系统的影响。随后应用系统Hamiltonian形式的保体积性与非线性系统可控性定理证明该系统可控,且系统可控性不受单框架控制力矩陀螺群个数、构型、奇异问题的影响。系统在重力场中的数学模型与可控性结论为以后进一步研究航天器姿态控制方法,航天器系统稳定性问题提供了理论依据。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 奇异 Hamiltonian方程 姿态控制 可控性

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基于神经网络算法的单框架控制力矩陀螺系统复合控制 被引量：1

8

作者 岳继光 何洪志 +3 位作者 吴琛浩 赵雷 鲁明 来林 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1184-1191,共8页

提出一种基于双神经网络的前馈-反馈控制系统,采集单框架控制力矩陀螺系统在不同条件下的运行数据并使用卡尔曼滤波处理,基于神经网络构建了涵盖控制通道与干扰通道信息的虚拟广义被控对象模型,由此设计了神经网络前馈补偿器。实现了前... 提出一种基于双神经网络的前馈-反馈控制系统,采集单框架控制力矩陀螺系统在不同条件下的运行数据并使用卡尔曼滤波处理,基于神经网络构建了涵盖控制通道与干扰通道信息的虚拟广义被控对象模型,由此设计了神经网络前馈补偿器。实现了前馈补偿器-原反馈控制器的复合控制系统,减少了传统的前馈-反馈复合控制需要精确地获取干扰通道信息的约束,能够克服单框架控制力矩陀螺系统存在的复杂干扰对控制性能的影响。仿真结果表明了方案能够提升系统稳态精度,减小稳态误差,改善控制动态性能。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺系统 神经网络 补偿控制 前馈-反馈控制

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单框架控制力矩陀螺系统的构型分析和对比研究 被引量：15

9

作者 张锦江 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期52-56,共5页

根据实际情况限定了大型航天器单框架控制力矩陀螺 (SGCMG)构型分析研究的对象 ;根据构型分析的主要指标 ,对常用的双平行构型、三平行构型、金字塔构型、四棱锥构型、五面锥构型和五棱锥构型等六种构型进行了分析 ,对比了相互的优缺点 ... 根据实际情况限定了大型航天器单框架控制力矩陀螺 (SGCMG)构型分析研究的对象 ;根据构型分析的主要指标 ,对常用的双平行构型、三平行构型、金字塔构型、四棱锥构型、五面锥构型和五棱锥构型等六种构型进行了分析 ,对比了相互的优缺点 ,得出了最优构型为五棱锥构型的结论 。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺系统 航天器 构型分析 五棱锥构型 控制执行机构

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单框架控制力矩陀螺受力特性分析 被引量：1

10

作者 葛帅帅 曾四海 +2 位作者 张志刚 石晓辉 黄剑鸣 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2021年第7期99-107,共9页

单框架控制力矩陀螺因其优异的姿态控制性能被用于两轮平衡车的姿态控制,由于控制力矩陀螺长时间工作于转子高转速、框架高动态环境下,其结构容易发生破坏,导致装置失效。为了确定控制力矩陀螺结构薄弱点及其受力规律,确保转子系统可靠... 单框架控制力矩陀螺因其优异的姿态控制性能被用于两轮平衡车的姿态控制,由于控制力矩陀螺长时间工作于转子高转速、框架高动态环境下,其结构容易发生破坏,导致装置失效。为了确定控制力矩陀螺结构薄弱点及其受力规律,确保转子系统可靠运行,利用ABAQUS有限元分析软件,分别建立了某车载单框架控制力矩陀螺转子和整体有限元模型,分析不同目标参数下其稳态特性和动态特性。结果表明,转子系统的薄弱部位在转子轴根部和框架轴轴承安装处,转子轴和框架轴薄弱处所受应力会随转速增大而增大,当达到7 000 r/min时会有超过许可应力值的危险;随着框架转动,转子轴主应力先增加,随后保持不变,框架轴主应力随框架转角的增加而增加,当达到4 rad/s时,框架轴和转子轴均接近许可应力,有断裂风险。最后,基于分析结果及车载控制力矩陀螺的性能要求,给出转子转速和框架转速安全运行范围,为后续控制力矩陀螺自适应控制的实现提供参考。 展开更多

关键词 两轮平衡车 单框架力矩陀螺 有限元分析 受力特性分析

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一类单框架控制力矩陀螺系统奇点的有限性

11

作者 吴忠 吴宏鑫 丑武胜 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2000年第4期15-21,共7页

单框架控制力矩陀螺 (SGCMG)是应用在航天器上的一类惯性执行机构 ,但当多个 SGCMG协调工作时 ,由多个 SGCMG组成的 SGCMG系统会出现奇异现象 ,不能产生所期望的控制力矩。为回避系统奇异 ,必须对 SGCMG系统的奇点在框架角空间中的分布... 单框架控制力矩陀螺 (SGCMG)是应用在航天器上的一类惯性执行机构 ,但当多个 SGCMG协调工作时 ,由多个 SGCMG组成的 SGCMG系统会出现奇异现象 ,不能产生所期望的控制力矩。为回避系统奇异 ,必须对 SGCMG系统的奇点在框架角空间中的分布作一定的了解。文章则针对框架轴非共面锥形对称安装的 SGCMG系统 ,证明了对于角动量空间中的任意一点 ,其对应的框架角空间中的奇点是有限的。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 奇点 分析 航天器

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单框架控制力矩陀螺转子的稳速控制 被引量：5

12

作者 林鲁超 徐开 +3 位作者 陈长青 李峰 龚泽宇 曲直 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第8期95-100,共6页

为满足卫星姿态控制系统对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)转子转速的动态以及稳态性能要求,提出了一种基于遗传算法拟双环-锁相环的双模控制方法,并在该方法中引入干扰力矩补偿控制,进而实现干扰情况下的稳速控制。为模拟电流环和转速环控制... 为满足卫星姿态控制系统对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)转子转速的动态以及稳态性能要求,提出了一种基于遗传算法拟双环-锁相环的双模控制方法,并在该方法中引入干扰力矩补偿控制,进而实现干扰情况下的稳速控制。为模拟电流环和转速环控制,利用遗传算法优化两组比例-积分(PI)参数组成参数可变的拟双环控制器,与锁相环组成双模控制可实现转速的快响应、低超调和高精度控制。针对SGCMG框架转动对转子转速产生扰动的问题,分析了扰动产生的原因,推导并结合实验数据得出了框架转速■与干扰力矩T_d的关系,在此基础上设计角速率前馈控制器,以力矩补偿的方式对干扰进行抑制。最终,转速波动可抑制到无补偿情况的15%,在期望转速4000 r/min的情况下,转速稳态误差小于0.045%。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 遗传算法 双环控制 锁相环 框架干扰补偿 转子稳速

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框架式动量交换装置角动量包络分析方法

13

作者 王卫杰 汪洲 +1 位作者 庞维坤 杨洋 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第5期1591-1598,共8页

针对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)、双框架动量轮(DGMW)、磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)等典型框架式动量交换装置构型角动量包络分析效率问题,提出一种基于框架等效的框架动量轮角动量包络分析方法。比较基于机械实体框架的SGCMG和DGMW与基... 针对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)、双框架动量轮(DGMW)、磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)等典型框架式动量交换装置构型角动量包络分析效率问题,提出一种基于框架等效的框架动量轮角动量包络分析方法。比较基于机械实体框架的SGCMG和DGMW与基于磁悬浮微框架的MSCSG角动量交换原理的异同,研究设计SGCMG与MSCSG角动量径/轴向分量间的等效系数,利用双正交SGCMG实体框架构建MSCSG微框架等效模型,对比MSCSG与DGMW遍历法角动量表达式,分析所提方法在DGMW角动量分析的适用性。量化分析所提方法的误差,证明所提方法计算结果相较于传统遍历法角动量绝对误差和角动量方向误差均在千分之一以下。分析2种方法参数维度,证明所提方法的快速性。分别基于传统遍历法和所提方法对MSCSG和DGMW角动量包络进行仿真对比,证明了所提方法的有效性。所提方法在MSCSG群角动量包络分析中具有更广泛的应用。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 双框架动量轮 磁悬浮控制敏感陀螺 角动量包络 误差分析

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控制力矩陀螺在天宫一号目标飞行器姿态控制上的应用 被引量：26

14

作者 张志方 董文强 +1 位作者 张锦江 何英姿 《空间控制技术与应用》 2011年第6期52-59,共8页

根据天宫一号目标飞行器的特点及交会对接任务需求,天宫一号目标飞行器选择单框架控制力矩陀螺作为姿态控制执行机构,这是控制力矩陀螺首次在国内航天器上应用.阐述了单框架控制力矩陀螺在天宫一号目标飞行器姿态控制上的应用,主要包括... 根据天宫一号目标飞行器的特点及交会对接任务需求,天宫一号目标飞行器选择单框架控制力矩陀螺作为姿态控制执行机构,这是控制力矩陀螺首次在国内航天器上应用.阐述了单框架控制力矩陀螺在天宫一号目标飞行器姿态控制上的应用,主要包括四个方面:构形选择、操纵律设计、角动量卸载、故障诊断与重构.天宫一号目标飞行器控制力矩陀螺系统采用五棱锥构形,其操纵律设计为带零运动的伪逆操纵律,控制力矩陀螺系统具备故障诊断和重构功能. 展开更多

关键词 天宫一号目标飞行器 单框架控制力矩陀螺 姿态控制 操纵律

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基于奇偶向量法的控制力矩陀螺系统故障诊断

15

作者 冯烨 刘良栋 《控制工程（北京）》 2006年第1期25-28,共4页

单框架控制力矩陀螺是大型航天器常用的一类惯性执行机构。根据控制力矩陀螺系统的工作特性，本文介绍了一种基于奇偶向量法的故障诊断方法。最后对五棱锥构型的6-SGCMG系统进行了数学仿真并给出了结果。

关键词 单框架控制力矩陀螺 故障诊断 奇偶向量法

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基于力矩输出能力最优的SGCMG操纵律设计 被引量：8

16

作者 孙志远 金光 +2 位作者 徐开 张刘 杨秀彬 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期113-122,共10页

为使SGCMG系统在有效回避奇异的同时能够较精确地输出期望力矩,设计了一种基于力矩输出能力最优原理的SGCMG联合操纵律.根据期望力矩矢量及SGCMG力矩输出的几何关系,提出了新的系统奇异状态指标,给出使力矩输出能力最优的框架角速度;引... 为使SGCMG系统在有效回避奇异的同时能够较精确地输出期望力矩,设计了一种基于力矩输出能力最优原理的SGCMG联合操纵律.根据期望力矩矢量及SGCMG力矩输出的几何关系,提出了新的系统奇异状态指标,给出使力矩输出能力最优的框架角速度;引入优化指标,使得框架转速误差和输出力矩误差的混合二次型最小,保证在力矩输出能力达到最优的同时也使得输出力矩误差最小.采用奇异值分解理论证明了联合操纵律在奇异面处不存在框架锁定现象,能够有效地逃离奇异,同时分析了所设计操纵律的力矩输出误差.以金字塔构型SGCMG系统为例,对所设计的联合操纵律分别进行了恒定力矩仿真和卫星大角度机动仿真.仿真结果表明,联合操纵律能够顺利回避角动量奇异面,不存在奇异鲁棒操纵律存在的框架锁定现象,且输出力矩误差较非对角奇异鲁棒操纵律小,能够顺利完成航天器大角度机动任务. 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 奇异值分解 大角度机动 最优框架角 框架锁定现象

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使用混合执行机构的快速机动卫星力矩分配算法 被引量：3

17

作者 耿云海 侯志立 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期611-616,共6页

针对单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)存在奇异和单框架控制力矩陀螺(SGCMG)存在框架转速死区的问题,研究了SGCMG与飞轮联合作为执行机构的控制力矩分配算法,以SGCMG功耗、飞轮功耗和飞轮角动量的二次型加权矩阵求和为性能指标,提出了一种... 针对单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)存在奇异和单框架控制力矩陀螺(SGCMG)存在框架转速死区的问题,研究了SGCMG与飞轮联合作为执行机构的控制力矩分配算法,以SGCMG功耗、飞轮功耗和飞轮角动量的二次型加权矩阵求和为性能指标,提出了一种形式简洁的混合执行机构力矩分配算法,通过分析,证明该分配算法能够有效的避免SGCMGs的奇异;设计了一种SGCMG功耗加权矩阵的调节策略,解决了SGCMG陷入转速死区的问题,设计了一种飞轮角动量加权矩阵的调节策略,通过对加权矩阵的实时调节实现了对飞轮角动量的管理,解决了飞轮转速的饱和与过零问题。数学仿真结果验证了该力矩分配算法的有效性。 展开更多

关键词 快速机动 混合执行机构 力矩分配算法 单框架控制力矩陀螺 飞轮 角动量管理

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采用滑模观测器的SGCMG框架伺服系统研究 被引量：1

18

作者 于跃 戴路 +3 位作者 陈茂胜 孔令波 王超群 胡冰 《电子测量技术》 2019年第4期30-36,共7页

针对框架伺服系统中应用的传统机械式角度测量传感器存在增加系统尺寸、重量和成本以及安装传感器会引起系统误差和降低系统可靠性等问题,基于TMS320F28335主控制器和A3PE3000从控制器设计硬件电路进行电信号采集和运算,并提出滑模观测... 针对框架伺服系统中应用的传统机械式角度测量传感器存在增加系统尺寸、重量和成本以及安装传感器会引起系统误差和降低系统可靠性等问题,基于TMS320F28335主控制器和A3PE3000从控制器设计硬件电路进行电信号采集和运算,并提出滑模观测器进行角度估算以替代机械式传感器,角度估算依据硬件电路测得电机绕组中有关精确的电信号,采用建立滑模观测器和基于锁相环算法实现转子位置和速度估算。在Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,通过滑模观测器估计得到的位置值和速度值在系统运行0.2 s后能够稳定的跟踪上实际值。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 伺服系统 永磁同步电机 数学建模 滑模观测器 硬件设计

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附加框架角速度的SGCMG操纵律设计 被引量：4

19

作者 李力文 周军 +1 位作者 黄河 刘莹莹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期69-75,共7页

为使单框架控制力矩陀螺(SGCMG)系统在操纵过程中尽量回避内部奇异状态,设计了一种新的基于附加框架角速度的SGCMG系统操纵律。首先在分析SGCMG系统接近奇异状态时期望力矩投影与各个SGCMG角动量夹角关系的基础上,提出对角动量靠近期望... 为使单框架控制力矩陀螺(SGCMG)系统在操纵过程中尽量回避内部奇异状态,设计了一种新的基于附加框架角速度的SGCMG系统操纵律。首先在分析SGCMG系统接近奇异状态时期望力矩投影与各个SGCMG角动量夹角关系的基础上,提出对角动量靠近期望力矩投影方向的SGCMG添加附加框架角速度的方法使SGCMG系统避免陷入内部奇异;然后基于奇异值分解理论证明该操纵律不存在框架锁死现象,并分析了操纵律产生的力矩误差;最后以金字塔构型的SGCMG系统为例对设计的操纵律进行了力矩输出仿真,结果表明设计的操纵律能有效地回避和脱离内部奇异状态,且操纵过程中产生的力矩误差较小。 展开更多

关键词 单框架控制力矩陀螺 奇异 操纵律 框架锁死 力矩误差

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基于指令力矩螺旋式搜索的SGCMG奇异规避方法 被引量：6

20

作者 孙羽佳 袁利 雷拥军 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2016年第6期26-30,共5页

针对航天器的控制力矩陀螺群框架构型奇异以及传统奇异规避方法在规避时存在的框架"锁死"问题,本文提出一种基于指令力矩进行螺旋式搜索的控制力矩陀螺奇异规避方法.该方法在鲁棒奇异逆操纵律和零运动操纵律的基础上,引入随... 针对航天器的控制力矩陀螺群框架构型奇异以及传统奇异规避方法在规避时存在的框架"锁死"问题,本文提出一种基于指令力矩进行螺旋式搜索的控制力矩陀螺奇异规避方法.该方法在鲁棒奇异逆操纵律和零运动操纵律的基础上,引入随奇异度量值自主调节的旋转角和随时间连续变化的旋转轴,让期望力矩通过搜索寻找出逃离奇异状态的方向,来实现奇异规避.仿真结果表明该方法具有良好的奇异规避特性,并能够克服常规奇异规避方法存在的框架"锁死"情况. 展开更多

关键词 奇异规避 框架锁死 螺旋搜索 单框架控制力矩陀螺

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