一种快速响应的磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服控制系统

摘要

一种快速响应的磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服控制系统，其主要包括磁悬浮控制力矩陀螺框架、框架伺服力矩电机、角位置传感器、DSP数字控制装置，其中DSP数字控制装置包括电流传感器、电流和角位置传感器的接口电路、框架伺服系统控制器和非线性微分跟踪器，非线性微分跟踪器计算出框架伺服系统的角速率与速率给定求差后送入框架伺服系统控制器，以提高框架伺服控制系统的速率精度。本发明通过引入非线性跟踪微分器，实现了对框架伺服系统角位置点对点的微分跟踪，避免了用角位置差分求取角速率信号过程中混入的随机噪声，提高了伺服控制系统速率环反馈中角速率信号的精度，加快了框架伺服系统的响应速度，节省了框架伺服系统角速度传感器的使用。

主权项

1、一种快速响应的磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服控制系统，其特征在于：主要包括框架伺服力矩电机(7)、磁悬浮控制力矩陀螺框架(8)、角位置传感器(9)、DSP数字控制装置(5)，其中DSP数字控制装置(5)包括电流传感器(10)、电流传感器接口电路(11)、角位置传感器接口电路(12)、非线性微分跟踪器(3)与框架伺服系统控制器(4)；角位置传感器(9)采集框架伺服力矩电机(7)的角位置信号，经过角位置传感器接口电路(12)转换成DSP输入范围内的电压信号；然后进入非线性跟踪微分器(3)实现点对点的角速率信号计算；电流传感器(10)采集框架伺服力矩电机(7)的电流模拟信号，经过电流传感器接口电路(11)转换成DSP输入范围内的电压信号；框架伺服系统控制器(4)采集上述计算出的角速率数字信号和伺服电机绕组的电流模拟信号后，同时进行伺服系统电流环和速率环的控制计算，生成控制量并将其通过功率模块(6)进行PWM调制放大处理，生成框架伺服力矩电机(7)所需的控制电流，从而实现对伺服系统的高精度控制。