基于扰动观测的小型反作用飞轮高精度控制

作     者：沈莹 张晓磊 孔令波 胡慧莹 Shen Ying;Zhang Xiaolei;Kong Lingbo;Hu Huiying

作者机构：长光卫星技术股份有限公司吉林长春130000 

出 版 物：《电子技术应用》 (Application of Electronic Technique)

年 卷 期：2024年第50卷第7期

页      面：65-70页

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

主　　题：反作用飞轮 无刷直流电机 干扰观测器 非线性控制器 

摘      要：反作用飞轮是卫星姿态控制系统的关键部件,其性能指标直接关系到光学遥感卫星的控制精度。为了实现高精度的反作用飞轮转速控制,提出了一种基于扰动观测器的非线性控制方法。首先,建立了基于无刷直流电机的反作用飞轮数学模型,分析了影响转速控制精度的因素,并构建了用于控制器设计的非线性模型。然后,结合扰动观测器和非线性控制理论设计了基于扰动观测的非线性控制器,并利用李雅普诺夫理论证明了控制方法的稳定性。最后,通过数值仿真证明飞轮转速可以平稳达到控制目标值,精度优于传统的PI控制方法,并在飞轮实体上验证了本文方法的有效性。