变速控制力矩陀螺(Variable Speed Control Moment Gyroscopes,VSCMG)结合了控制力矩陀螺(Control Moment Gyroscopes,CMG)和飞轮(Fly Wheel,FW)两者的优点,输出力矩大且精度高。传统的机械支撑在一定程度上限制了转子的转速及寿命、精度、噪声等指标。采用磁悬浮支撑的VSCMG,具有长寿命、低功耗、微振动、低损耗、低噪音等优点,其转速可以更高,从而更好的发挥变速的优势。悬浮状态下的高速陀螺转子运动控制水平决定着输出力矩大小和精度,是关键技术所在。本文以MSVSCMG为研究对象,对陀螺转子的悬浮控制进行了重点研究,并对陀螺在卫星姿态控制中的应用作了探索研究。主要从建立动力学模型、设计控制算法、仿真和实验几个方面展开研究。首先,在转子受力分析基础上,建立了转子的能量方程,利用Lagrange第一定理推导出了整个陀螺系统的动力学模型。在解耦假设下简化动力学模型,得到了陀螺转子径向两自由度和轴向三自由度的动力学方程。区分陀螺工作状态,在轴向分别建立了转子的静止悬浮、加转速悬浮和框架转动悬浮三种状态的动力学方程。对影响转子悬浮控制的主要因素进行了...
【英文摘要】
Variable Speed Control Moment Gyroscopes(VSCMG)combined with the advantage of Control Moment Gyroscopes(CMG)and Fly Wheel(FW).The traditional mechanical support limit rotor's performance to some extent,such as speed,life,precision,noise etc.VSCMG supports with maglev have many advantages such as long-life,low-power,low-loss,low-noise and micro-vibration,etc.Magnetic Suspended VSCMG(MSVSCMG)of research paper has higher speed,which can better play to the performance of variable speed.The level of rotor motion...