检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

磁悬浮万向飞轮在卫星姿态机动中的应用

机械工程学报 2015年第16期51卷 206-212页

作者：李丽君樊亚洪袁军空间智能控制技术重点实验室北京100190 北京控制工程研究所北京100190

针对基于磁悬浮万向飞轮的高轨卫星姿态机动控制问题,建立磁悬浮万向飞轮和卫星的姿态动力学方程,通过磁悬浮万向飞轮转子的偏转控制实现卫星滚动和偏航轴的姿态机动。由两个磁悬浮万向飞轮反向安装,组成双轮控制构型,实现整星零动量控... 详细信息

针对基于磁悬浮万向飞轮的高轨卫星姿态机动控制问题,建立磁悬浮万向飞轮和卫星的姿态动力学方程,通过磁悬浮万向飞轮转子的偏转控制实现卫星滚动和偏航轴的姿态机动。由两个磁悬浮万向飞轮反向安装,组成双轮控制构型,实现整星零动量控制。仿真结果表明,在双磁悬浮万向飞轮系统控制下,卫星在20 s内可实现5°的姿态机动,所需要的框架角为3°;当磁悬浮万向飞轮达到最大框架角6°时,卫星可实现12°的姿态机动。分析磁悬浮万向飞轮在低轨卫星中应用的前景,为实现卫星的快速机动和快速稳定控制提供新的思路。

关键词：磁悬浮万向飞轮姿态动力学姿态机动

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

磁悬浮飞轮优化设计与实验

宇航学报 2015年第11期36卷 1324-1331页

作者：刘强武登云韩邦成樊亚洪北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京控制工程研究所北京100190 北京航空航天大学"惯性技术"重点实验室北京100191

针对在轨磁悬浮飞轮转子系统,考虑发射主动段振动工况,提出一种基于灵敏度分析的多学科优化设计方法。通过比较分析内、外锁紧方案对锁紧状态飞轮转子系统共振频率的影响,得到了较优的抱式外锁紧方案。在此基础上,对飞轮转子进行灵敏度... 详细信息

针对在轨磁悬浮飞轮转子系统,考虑发射主动段振动工况,提出一种基于灵敏度分析的多学科优化设计方法。通过比较分析内、外锁紧方案对锁紧状态飞轮转子系统共振频率的影响,得到了较优的抱式外锁紧方案。在此基础上,对飞轮转子进行灵敏度分析,并选择高灵敏度结构参数作为优化设计变量。考虑其结构强度、转动惯量、控制性能、自由状态和锁紧状态一阶共振频率,以飞轮转子质量最小为优化目标,利用序列二次规划法对其进行多学科优化设计。优化结果表明,在满足发射振动工况下,飞轮转子极转动惯量与质量的数值比达到最大为0.0070,比初始值0.0064提高了9.4%。该优化方法提高了飞轮转子设计的可靠性和效率,其首次在轨实验成功对我国磁悬浮飞轮空间应用具有重要意义。

关键词：磁悬浮飞轮优化设计灵敏度锁紧机构空间应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

球面磁悬浮万向飞轮转子轮盘优化设计

航空学报 2016年第9期37卷 2874-2883页

作者：王卫杰任元刘强樊亚洪装备学院航天装备系北京101416 北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京控制工程研究所北京100190

为实现磁悬浮飞轮的磁路解耦,消除磁轴承相互干扰,提出一种球面磁悬浮万向飞轮转子方案,采用轴向和径向两个球面磁阻式磁轴承控制转子的3个平动自由度,结合洛伦兹力磁轴承实现了磁悬浮飞轮转子五自由度全主动控制、全通道磁路解耦,以精... 详细信息

为实现磁悬浮飞轮的磁路解耦,消除磁轴承相互干扰,提出一种球面磁悬浮万向飞轮转子方案,采用轴向和径向两个球面磁阻式磁轴承控制转子的3个平动自由度,结合洛伦兹力磁轴承实现了磁悬浮飞轮转子五自由度全主动控制、全通道磁路解耦,以精确控制飞轮转子万向偏转,为提升磁悬浮飞轮姿态控制力矩带宽和姿态敏感精度提供了方案支持。根据球面转子结构特性,以质量为优化目标,以一阶共振频率、最大等效应力、刚体位移、极转动惯量、惯量比、质心与形心距离为约束条件,利用多学科优化软件iSIGHT集成ANSYS有限元分析软件,选取序列二次规划算法,对球面转子轮盘进行优化设计。结果表明,在满足设计指标的同时,轮盘质量降低了2.98%,质心与形心的距离大幅降低了1个数量级,仅为12μm,转子高速旋转时的刚体位移为13.65μm,有效保证了球面转子在工作时的稳定性和可靠性。

关键词：磁悬浮万向飞轮球面转子万向偏转轮盘优化设计有限元

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

磁悬浮飞轮不平衡振动控制方法与试验研究

机械工程学报 2010年第12期46卷 188-194页

作者：刘彬房建成刘刚樊亚洪北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191

针对磁悬浮飞轮不平衡振动会造成飞轮系统的同频扰动,影响卫星姿态控制精度与卫星载荷精度的问题,提出一种开环轴承力补偿的磁悬浮飞轮不平衡振动控制方法。将抑制轴承力中的同频量作为控制目标,通过建立含有不平衡量的磁悬浮飞轮系统... 详细信息

针对磁悬浮飞轮不平衡振动会造成飞轮系统的同频扰动,影响卫星姿态控制精度与卫星载荷精度的问题,提出一种开环轴承力补偿的磁悬浮飞轮不平衡振动控制方法。将抑制轴承力中的同频量作为控制目标,通过建立含有不平衡量的磁悬浮飞轮系统动力学模型,分析刚性转子不平衡量的特性,在自适应陷波器基础上,加入位移刚度力补偿机构、开闭环控制和位移刚度力补偿控制两个作用开关,在整个转速范围内对轴承力中的同频量进行抑制。本方法特别适合磁悬浮飞轮输出姿态控制力矩时频繁穿越临界转速的特点,尤其适合磁悬浮反作用飞轮的应用。仿真分析和试验结果表明,本方法在整个转速范围内对飞轮转子的不平衡振动起到很好的抑制效果。

关键词：磁悬浮飞轮磁轴承不平衡振动主动振动控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

磁悬浮控制敏感陀螺角动量包络分析

北京航空航天大学学报 2022年第10期48卷 2061-2069页

作者：杨洋王卫杰汪洲樊亚洪薛乐航天工程大学研究生院北京101416 航天工程大学宇航与科学技术系北京101416 北京控制工程研究所北京100190 63931部队北京100094

针对磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)空间应用问题,研究其多自由度角动量包络模型。依据MSCSG的机械结构,分析磁悬浮转子径向万向偏转特性,明晰MSCSG轴向一个自由度转子转速变化飞轮力矩和径向两自由度转子万向偏转陀螺力矩输出机理。基于洛... 详细信息

针对磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)空间应用问题,研究其多自由度角动量包络模型。依据MSCSG的机械结构,分析磁悬浮转子径向万向偏转特性,明晰MSCSG轴向一个自由度转子转速变化飞轮力矩和径向两自由度转子万向偏转陀螺力矩输出机理。基于洛伦兹力磁轴承(LFMB)原理,分析径向偏转力矩与控制电流的线性关系,揭示MSCSG陀螺力矩高精度高带宽的优势。考虑转子径向偏角和轴向转速饱和问题,基于重构偏角和旋转矩阵构建MSCSG角动量包络模型。仿真分析了MSCSG径向偏转力矩高精度高带宽、轴向飞轮力矩高精度的特性。开展MSCSG偏转力矩高带宽性能测试,实验验证MSCSG能够输出大于100 Hz的径向偏转力矩。研究结果表明,MSCSG具有航天器高动态微振动抑制和高精度姿态控制的空间应用前景。

关键词：磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG) 洛伦兹力磁轴承(LFMB) 角动量包络力矩包络高精度高带宽

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种低干扰力矩的三自由度球面磁轴承

宇航学报 2016年第12期37卷 1491-1499页

作者：缪存孝赵航韩天樊亚洪许国锋北京科技大学机械工程学院北京100083 北京控制工程研究所北京100190 中国人民解放军装备学院航天装备系北京101416

提出一种低干扰力矩的三自由度球面磁轴承结构,球面磁轴承定、转子均采用球面结构。当磁通作用在转子的球形包络面时,产生的电磁力会指向转子球心,不会对转子产生干扰力矩,但少量的漏磁磁通会作用在转子的非球形平面上,导致低干扰力矩... 详细信息

提出一种低干扰力矩的三自由度球面磁轴承结构,球面磁轴承定、转子均采用球面结构。当磁通作用在转子的球形包络面时,产生的电磁力会指向转子球心,不会对转子产生干扰力矩,但少量的漏磁磁通会作用在转子的非球形平面上,导致低干扰力矩的出现。利用等效磁路法对球形转子偏转时轴向部分漏磁导致的干扰力矩进行分析,得出干扰力矩的数学表达式。运用有限元法分析球面磁轴承和柱面磁轴承产生偏转时的干扰力矩,结果表明干扰力矩随着转子偏转角度的增加而增大,当转子偏转角达到最大允许值0.3°时,球面磁轴承与柱面磁轴承相比干扰力矩减小两个数量级。球面磁轴承的低干扰力矩特性决定其特别适用于磁悬浮控制力矩陀螺,可提高陀螺的控制精度,在磁悬浮高能密度电机、其他飞轮系统等场合具有广阔的应用前景。

关键词：球面磁轴承柱面磁轴承偏转干扰力干扰力矩

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

MSCSG随机误差测试及误差源分析

北京航空航天大学学报 2021年第8期47卷 1697-1704页

作者：耿梦梦任元樊亚洪王丽芬于春淼航天工程大学研究生院北京101416 航天工程大学宇航科学与技术系北京101416 北京控制工程研究所北京100190

针对磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)的角速率测量信号中存在较大的随机误差,不利于提高MSCSG敏感精度,以MSCSG原理样机为研究对象,提出采用Allan方差分析法对MSCSG实测数据进行随机误差分析。首先,根据MSCSG角速率敏感原理推导出MSCSG转子... 详细信息

针对磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)的角速率测量信号中存在较大的随机误差,不利于提高MSCSG敏感精度,以MSCSG原理样机为研究对象,提出采用Allan方差分析法对MSCSG实测数据进行随机误差分析。首先,根据MSCSG角速率敏感原理推导出MSCSG转子偏转角速率的量测公式;其次,应用Allan方差分析法和最小二乘拟合方法计算出5种典型随机误差系数。计算结果显示:在MSCSG随机误差中,零偏不稳定性、速率随机游走以及速率斜坡占主要成分,而量化噪声和角度随机游走误差所占比重较小。依此,对MSCSG误差来源进行了指向性分析,并给出了随机误差的抑制补偿方法,为MSCSG敏感精度的提高奠定了理论基础。

关键词：磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG) 随机误差 Allan方差分析法最小二乘拟合误差补偿

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

磁悬浮径向球面纯电磁磁轴承的设计

北京航空航天大学学报 2017年第1期43卷 159-166页

作者：赵航缪存孝张立元韩天任元樊亚洪北京科技大学机械工程学院北京100083 装备学院航天装备系北京101416 北京控制工程研究所北京100190

针对柱面磁轴承偏转时干扰力矩较大问题,本文提出一种径向球面纯电磁磁轴承设计方法。在本设计中,当磁轴承产生偏转或偏移时,电磁力会指向转子球心,从而降低定子磁极对转子产生的干扰力矩,提高磁轴承的控制精度。首先,阐述球面磁轴承的... 详细信息

针对柱面磁轴承偏转时干扰力矩较大问题,本文提出一种径向球面纯电磁磁轴承设计方法。在本设计中,当磁轴承产生偏转或偏移时,电磁力会指向转子球心,从而降低定子磁极对转子产生的干扰力矩,提高磁轴承的控制精度。首先,阐述球面磁轴承的工作原理并建立数学模型,运用等效磁路理论方法和有限元数值方法分析其电流刚度和位移刚度,2种方法的计算结果基本吻合,表明球面磁轴承的有限元分析模型是合理的。接着,运用有限元方法分析球面磁轴承和柱面磁轴承产生偏转时的干扰力矩,结果表明当转子达到最大偏转角0.3°时,球面磁轴承的干扰力矩是柱面磁轴承的干扰力矩的1.8%,表明球面磁轴承相对于柱面磁轴承在抗干扰力矩能力方面有很大的提高。最后,进一步分析球面磁轴承产生X方向或Z方向偏移时的干扰力矩,计算结果与偏转时干扰力矩的量级相当。综上所述,本文提出的径向球面纯电磁磁轴承有低干扰力矩的优点,可用于航天航空工程中惯性执行机构的高精度控制和角速率检测。

关键词：球面磁轴承柱面磁轴承干扰力矩偏转偏移

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

洛伦兹力磁轴承磁密均匀度设计与分析

北京航空航天大学学报 2017年第3期43卷 559-566页

作者：许国锋蔡远文任元樊亚洪孙津济赵航装备学院航天装备系北京101416 北京控制工程研究所北京100190 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083 北京科技大学机械工程学院北京100083

新型磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)高速转子具有万向偏转特性,可输出高精度和高带宽的偏转控制力矩,用于抑制天基平台的周期性振动。MSCSG采用5自由度(DOF)全主动控制,其径向2个扭动DOF的偏转控制由洛伦兹力磁轴承(LFMB)实现。基于LFMB的... 详细信息

新型磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)高速转子具有万向偏转特性,可输出高精度和高带宽的偏转控制力矩,用于抑制天基平台的周期性振动。MSCSG采用5自由度(DOF)全主动控制,其径向2个扭动DOF的偏转控制由洛伦兹力磁轴承(LFMB)实现。基于LFMB的基本构型,建立电磁力和电磁力矩的数学模型,并分析出气隙磁密均匀度是影响输出力矩精度和角速率测量精度的主要因素。介绍了LFMB的优化设计结构,通过有限元仿真分析,结果表明所设计LFMB通过在内外永磁体表面增加1J50导磁薄片,能够有效提高气隙磁密分布的均匀度,输出控制力矩更加精确,有利于提高控制精度;通过使用梯形永磁体提供更大的供磁面积提高气隙磁密强度以降低功耗,同时梯形永磁体在转子高速旋转时便于限位,保证稳定性。本文研究可为具有偏转特性的磁悬浮类转子陀螺的设计与分析提供有益参考。

关键词：洛伦兹力磁轴承(LFMB) 均匀度精度偏转控制磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)