为了改善惯性动量轮的动静态性能,提高其转速跟踪精度和输出力矩精度,提出一种滑模变结构控制算法。通过建立包括永磁无刷直流电机和功率变换器在内的惯性动量轮状态空间平均模型,基于李导数形式表述的到达条件,设计并推导出滑模变结构...为了改善惯性动量轮的动静态性能,提高其转速跟踪精度和输出力矩精度,提出一种滑模变结构控制算法。通过建立包括永磁无刷直流电机和功率变换器在内的惯性动量轮状态空间平均模型,基于李导数形式表述的到达条件,设计并推导出滑模变结构控制律。为验证该控制律的有效性,在惯性动量轮上进行实验分析,实验结果表明:相比传统的PID控制算法,所采用的滑模变结构控制算法响应时间和超调量较小,绕组电流更加平滑,具有更好的动静态性能,转速跟踪精度从2.51 rad/s提高到0.21 rad/s,输出力矩精度从0.01 N m提高到0.001 N m。展开更多
针对新型惯性执行机构磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically suspended control moment gyro,MSCMG),基于金字塔构型开展卫星平台敏捷机动控制地面闭环试验研究,以验证MSCMG的姿态控制性能。首先基于MSCMG搭建卫星平台控制地面试验系统,建...针对新型惯性执行机构磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically suspended control moment gyro,MSCMG),基于金字塔构型开展卫星平台敏捷机动控制地面闭环试验研究,以验证MSCMG的姿态控制性能。首先基于MSCMG搭建卫星平台控制地面试验系统,建立数学模型;接着针对气浮台外界扰动抑制及大角度敏捷机动控制问题,基于变参数滑模控制设计姿态控制算法,采用鲁棒伪逆方法进行MSCMG群框架角速度分配;并针对MSCMG的特性对框架角速度和角加速度进行了限幅,开展闭环控制试验研究。试验结果表明,采用MSCMG进行气浮台姿态稳定控制实验,可以实现姿态稳定度优于5×10^(-4)(°)/s,且在实现30°/15 s的机动指标时,MSCMG框架角速度具有良好的跟踪性能,且磁悬浮转子在输出大力矩时仍然保持稳定悬浮,具有较强的鲁棒性。通过地面闭环试验验证了MSCMG作为姿控执行机构的优异性能,为其未来进一步应用研究奠定基础。展开更多
文摘为了改善惯性动量轮的动静态性能,提高其转速跟踪精度和输出力矩精度,提出一种滑模变结构控制算法。通过建立包括永磁无刷直流电机和功率变换器在内的惯性动量轮状态空间平均模型,基于李导数形式表述的到达条件,设计并推导出滑模变结构控制律。为验证该控制律的有效性,在惯性动量轮上进行实验分析,实验结果表明:相比传统的PID控制算法,所采用的滑模变结构控制算法响应时间和超调量较小,绕组电流更加平滑,具有更好的动静态性能,转速跟踪精度从2.51 rad/s提高到0.21 rad/s,输出力矩精度从0.01 N m提高到0.001 N m。
文摘针对新型惯性执行机构磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically suspended control moment gyro,MSCMG),基于金字塔构型开展卫星平台敏捷机动控制地面闭环试验研究,以验证MSCMG的姿态控制性能。首先基于MSCMG搭建卫星平台控制地面试验系统,建立数学模型;接着针对气浮台外界扰动抑制及大角度敏捷机动控制问题,基于变参数滑模控制设计姿态控制算法,采用鲁棒伪逆方法进行MSCMG群框架角速度分配;并针对MSCMG的特性对框架角速度和角加速度进行了限幅,开展闭环控制试验研究。试验结果表明,采用MSCMG进行气浮台姿态稳定控制实验,可以实现姿态稳定度优于5×10^(-4)(°)/s,且在实现30°/15 s的机动指标时,MSCMG框架角速度具有良好的跟踪性能,且磁悬浮转子在输出大力矩时仍然保持稳定悬浮,具有较强的鲁棒性。通过地面闭环试验验证了MSCMG作为姿控执行机构的优异性能,为其未来进一步应用研究奠定基础。
