一种磁悬浮陀螺飞轮方案设计与关键技术分析

摘要：

提出一种磁悬浮陀螺飞轮的设计方案,采用洛伦兹力磁轴承对陀螺飞轮转子进行五自由度支承以提供转动自由度,并利用洛伦兹力磁轴承磁力与电流的线性特性,间接测量陀螺仪的输入角速度.该装置作为姿态控制执行机构兼有敏感器功能,可同时进行三自由度姿态控制与两自由度姿态敏感.针对磁悬浮陀螺飞轮二自由度姿态敏感与三自由度姿态控制这两项关键技术进行了分析,推导了转子坐标系下磁悬浮陀螺飞轮的运动方程.提出前馈矩阵方法来补偿转子动力学耦合对输出径向二自由度控制力矩精度的影响,并对其进行了实验验证.磁悬浮陀螺飞轮可显著降低卫星姿态控制系统的体积、重量、功耗和发射成本,为中国微小卫星技术的发展从器部件层面上提供支持.

关键词：陀螺飞轮、磁轴承、磁悬浮飞轮、洛伦兹力、陀螺效应

所属期刊栏目：32

分类号：V448.22(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家“973”计划2009CB72400103

在线出版日期：2012-02-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1478-1487