[发明专利]微纳卫星飞行姿态控制装置及方法

权利要求书

1.一种微纳卫星飞行姿态控制装置，其特征在于，包括：模糊自适应PI控制器、驱动器、高功率密度电机和飞轮本体，其中：

所述模糊自适应PI控制器用于发送可调占空比脉冲信号至所述驱动器；

所述驱动器与所述模糊自适应PI控制器相连，用于将所述可调占空比脉冲信号转换为角动量控制信号，并发送至所述高功率密度电机；

所述高功率密度电机与所述驱动器相连，用于根据所述角动量控制信号控制所述飞轮本体；

所述飞轮本体与所述高功率密度电机相连，用于在所述高功率密度电机的驱动下输出可变角动量控制所述微纳卫星飞行姿态。

2.如权利要求1所述的微纳卫星飞行姿态控制装置，其特征在于，所述驱动器还用于采集所述高功率密度电机的转矩电压信号和保护电压信号，并发送至所述模糊自适应PI控制器。

3.如权利要求1和2所述的微纳卫星飞行姿态控制装置，其特征在于，所述模糊自适应PI控制器包括：测速模块、比较器、自适应转速控制器、处理器、自适应电机控制器、比较滤波器和电流控制器，其中：

所述测速模块与所述高功率密度电机相连，用于采集所述高功率密度电机的转速信号，并发送至所述比较器；

所述比较器与所述测速模块相连，用于将所述转速信号与给定控制量进行比较，得到转速误差，并发送至所述自适应转速控制器；

所述自适应转速控制器与所述比较器相连，用于将所述转速误差转换为转速控制量，并发送至所述处理器；

所述自适应电机控制器分别与所述高功率密度电机和所述驱动器相连，用于采集所述高功率密度电机的电机转矩特性电流，并转换为转矩电流控制量发送至所述处理器；

所述处理器与所述自适应转速控制器和所述自适应电机控制器相连，用于将所述转速控制量和所述转矩电流控制量转换为电压信号控制量并发送至所述比较滤波器；

所述比较滤波器与所述驱动器和所述处理器相连，用于将所述转矩电压信号、保护电压信号和所述电压信号控制量进行比较，得到比较电压信号，并发送至所述电流控制器；

所述电流控制器与所述自适应电机控制器和所述比较滤波器相连，用于将所述比较电压信号转换为比较电流信号，并发送至所述自适应电机控制器；

所述自适应电机控制器将所述比较电流信号转换为所述可调占空比脉冲信号，并发送至所述驱动器。

4.一种微纳卫星飞行姿态控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-3中所述的微纳卫星飞行姿态控制装置，包括以下步骤：

A：建立所述微纳卫星飞行姿态控制装置的数学模型；

B：设计所述微纳卫星飞行姿态控制装置的模糊自适应PI控制器的控制量。