用于皮衛(wèi)星姿態(tài)控制的三軸微飛輪系統(tǒng)研究.pdf

1、論文從發(fā)展皮衛(wèi)星(重量小于1Kg)的要求出發(fā)，根據(jù)皮衛(wèi)星的特點，提出采用三軸微飛輪作為皮衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定和機動控制的執(zhí)行機構(gòu)，提高衛(wèi)星功率密度、減輕衛(wèi)星的質(zhì)量、減小衛(wèi)星的體積并降低發(fā)射成本。 本文論述了皮衛(wèi)星的應(yīng)用價值以及微小衛(wèi)星姿態(tài)控制的發(fā)展現(xiàn)狀，闡明了該課題研究的重大意義。介紹了一種反作用輪式三軸姿態(tài)控制執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)點以及系統(tǒng)的組成。 由于皮衛(wèi)星重量和體積的限制，該系統(tǒng)中微飛輪電機采用無位置傳感器平面雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，本文在對

2、已有的三軸微飛輪結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)的基礎(chǔ)上，搭建了基于DSP與PC的測試系統(tǒng)，對三軸微飛輪系統(tǒng)進(jìn)行了測試，同時還進(jìn)行了太空環(huán)境適應(yīng)性研究，為三軸微飛輪系統(tǒng)進(jìn)一步分析研究提供了良好的實驗基礎(chǔ)。測量了微飛輪的階躍響應(yīng)特性曲線，根據(jù)不同轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)階躍響應(yīng)曲線，分段建立起飛輪的數(shù)學(xué)模型，從而降低了系統(tǒng)的控制誤差。 為了驗證三軸微飛輪的調(diào)姿性能，設(shè)計了三軸姿態(tài)控制實驗演示系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，選用DSP作為系統(tǒng)的微處理器，通過數(shù)字羅盤HMR3