磁悬浮控制力矩陀螺高速转子的优化设计

介绍了一种磁悬浮控制力矩陀螺(CMG)的结构,其中陀螺转子的额定角动量为200N·ms.利用多学科设计优化软件iSIGHT及有限元分析软件ANSYS,以质量为优化目标,以静力学、动力学和其他要求同时作为约束条件,对永磁偏置混合磁轴承支承的5自由度高速盘形转子(额定转速为20 000 rpm)进行了优化设计.通过优化设计,其静强度安全系数由原来的2.39提高到2.63,提高了10%;转子质量由15.032 kg减小为13.972 kg,减少了7.1%.为满足控制系统对共振频率的要求,转子的弹性一阶共振频率为1 313 Hz(动力学).     

一种永磁偏置磁轴承容错方法的试验研究

磁轴承控制系统的结构复杂,单个磁轴承控制通道的损坏都会导致磁轴承系统整体失效,其可靠性问题成为制约其应用于要求严格场合的瓶颈问题.为提高磁轴承系统的可靠性,提出一种采用电流分配阵的容错控制方法.该方法针对一种采用Homopolar磁极结构的永磁偏置径向磁轴承的磁悬浮飞轮,通过磁路分析和力不变原理,求解一路线圈或相应功放系统故障情况与正常工作情况下的控制电流关系,进而得到故障情况下的电流分配矩阵.该方法具有原理简单、易于工程实现的特点.试验结果表明:该方法能够在磁轴承线圈(功放)损坏的情况下实现磁悬浮飞轮的静态悬浮和升速,实现了磁轴承线圈(功放)系统的容错控制,提高了磁悬浮飞轮磁轴承系统的可靠性.     

北斗卫星系统定位不确定度评定方法研究

分析了工程测量中被动引入测量不确定度的原因，总结了工程测量中评定不确定度的方 法，对影响北斗卫星系统定位不确定度的因素进行了分析。采用不同算法对北斗系统定位不确定度的 评定进行了分析，结合实测数据对几种评定算法进行了验证。提出利用限定记忆卡尔曼滤波方法对实 测数据进行计算，设计了限定记忆卡尔曼滤波器的模型，运算结果证明该方法可行而且优于传统的计算 方法，评定结果较好。     

基于测量平台的一种新型光电式平面度测量仪

针对某种具有特殊表面平面的大型工件平面度测量问题进行了研究,由于现有的接触式测量方法存在着精度差,效率低等问题,所以在实际工程课题的基础上,开发了一种基于测量平台的新型光电式平面度测量仪。本文对该仪器进行了详细的分析与介绍,并且给出了相应的实验结果。     

基于CPLD的飞轮磁悬浮轴承低功耗开关功率放大器研究

开关功率放大器是磁悬浮轴承的重要执行环节,一般为模拟电路设计。针对磁轴承模拟开关功率放大器功耗大的缺点,提出一种用CPLD产生PWM信号的数字开关功率放大器设计。本文介绍了用CPLD产生PWM信号和对PWM波进行逻辑控制的原理,并用Max plusII软件进行了编程仿真,最后给出了仿真结果和实验结果。     

带有速度观测量的GPS动态滤波方法及滤波精度分解*

提出了带有速度观测量的ＧＰＳ动态滤波方法，从而解决了载体机动时滤波器的动态跟踪问题。首先采用描述机动载体运动的“当前”统计模型，建立了ＧＰＳ动态定位滤波的系统方程，和带有速度观测量的观测方程，并进行了系统的可观测性分析。然后进行了引入速度观测量提高跟踪精度的理论分析。最后通过计算机仿真结果验证了增加速度观测量可有效地提高滤波器的跟踪精度。     

姿控、储能飞轮用永磁无刷直流电动机的参数计算

姿控、储能飞轮用无刷直流电动机具有大有效气隙、大径长比的结构特点 .分别对其气隙磁通密度沿周向和轴向的分布进行了分析研究 ,提出了该种电动机所特有的等效漏磁系数和等效气隙磁通密度计算系数的概念和计算方法 .样机的试验结果表明 ,用这一方法计算的电动机设计参数具有足够的精度 ,能够满足工程实际需要     

有位置传感器无刷直流电机双模速度控制系统

针对大型航天器对控制力矩陀螺(CMG)电机的性能要求，在分析了现代自动调速系统所广泛采用的双闭环控制系统和选用稀土永磁无刷直流电机的基础上，提出了一种基于精密锁相环和电流环的电机双模速度控制系统设计方案。该方案成功实现了电机的高速高精度稳速控制；在电机转速达到20005r／min的情况下．稳速精度高达0．01％．同时又大大增强了控制系统的鲁棒性能。     

基于最小二乘与自适应免疫遗传算法的小型无人直升机系统辨识

针对小型无人直升机不稳定、强耦合、非线性的特点,建立了小型无人直升机悬停状态下飞行动力学模型.设计了一种基于最小二乘与自适应免疫遗传算法(LS-AIGA)的辨识算法,根据辨识实验的需要研制了机载微小型导航、制导与控制系统(MGNC).利用飞行实验数据,根据本文的辨识算法,对所建立模型中未知参数进行了辨识.最后对得到的模型进行了验证与分析,结果表明模型辨识数据与真实飞行实验数据匹配较好,所建立模型能够反映小型无人直升机动力学特性.     

一种小型无人直升机自主起飞控制方法

针对小型无人直升机(Small-scale unmanned helicopter, SUH) 起飞过程中过度依赖于地面飞行手的问题, 提出了一种基于经验知识与系统辨识的自主起飞控制方法. 首先, 通过研究专业飞行手手动操纵小型无人直升机起飞过程中高度与油门、总距舵量等信息的对应关系, 分析了利用学习飞行手的操纵行为实现小型无人直升机自主起飞的可行性, 并设计了小型无人直升机自主起飞控制流程. 引入了安全高度及变增益控制以提高自主起飞过程中的飞行安全性能, 利用不完全微分控制方法抑制了微分高频噪声. 其次, 为了获取自主起飞过程中控制参数, 采用自适应遗传算法对小型无人直升机动力学模型进行了辨识, 在动力学模型的基础上进一步辨识得到了飞行控制参数. 最后, 通过在小型无人直升机平台进行的实际飞行实验, 验证了本文方法的有效性.