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SGCMG框架伺服系统动力学建模与低速控制
  • ISSN号:1000-758X
  • 期刊名称:中国空间科学技术
  • 时间:0
  • 页码:1-10
  • 分类:V448.222[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学宇航学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10902003)
  • 相关项目:欠驱动航天器的姿态动力学与控制问题研究
作者: 金磊|徐世杰|
中文摘要:

单框架控制力矩陀螺(SGCMG)框架伺服系统内部存在的各种干扰会严重影响陀螺的力矩输出精度。为了实现力矩输出的高精度控制,需要对框架伺服系统进行精确动力学建模与控制。通过对作用于航天器上SGCMG的详细动力学分析,建立了框架伺服系统动力学模型,其中考虑了动静不平衡干扰力矩以及摩擦力矩。基于正弦永磁同步电机,利用自抗扰理论设计了框架伺服系统内外环控制器。仿真结果表明,在忽略转子不平衡所引起的高频干扰力矩的前提下,此控制器能对内外环存在的所有建模及未建模干扰进行准确估计和补偿,保证了框架的高精度控制。通过仿真还得到了转子不平衡对框架控制精度的影响量级,将为进一步研究如何抑制不平衡振动提供参考依据。

英文摘要:

In order to ensure the high precision of output torque, the precise dynamics modeling and control of gimbal servo system were studied. By thorough dynamics analysis of single gimbal control moment gyro (SGCMG) mounted on the spacecraft, the dynamic model of gimbal servo system was established, taking into account the largest disturbing torque along the gimbal axis resulted from rotor imbalance and the friction torque. For the gimbal servo system using a sinusoidal permanent magnetic synchronous motor (PMSM), the inner and outer loop controllers were both designed based on the active disturbance rejection control (ADRC) theory. The simulation results demonstrate that under the assumption that the high-frequency disturbing torque resulted from rotor imbalance is ignored, the modeled and unmodeled disturbance existing in both loops were estimated and compensated exactly using the ADRC controller, so that the high precision control of gimbal servo system was ensured. The results also show the effect level of the rotor imbalance on gimbal control precision.

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期刊信息
  • 《中国空间科学技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科技集团公司
  • 主办单位:中国空间技术研究院
  • 主编:侯深渊
  • 地址:北京市海淀区知春路82号北京空间科技信息研究所
  • 邮编:100086
  • 邮箱:zgkj1981@163.com
  • 电话:010-68745321 62542333
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-758X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1859/V
  • 邮发代号:82-595
  • 获奖情况:
  • 1991年获首届国防科技期刊三等奖,1997年获第二届期刊评比二等奖,2001年入选“中国期刊方阵”并进入“双百”期刊,2008年被评为中国精品科技期刊,2010年获优秀国防科技情报期刊成果三等奖,被EI检索正式收录
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4318