[发明专利]一种补偿磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承相位滞后的方法

摘要

一种补偿磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承相位滞后的方法，该发明是一种能够用来补偿磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承开关功率放大器相位滞后的方法。根据磁悬浮控制力矩陀螺转子的额定转速和系统参数计算额定章动频率，测试功放系统的相频特性并确定在额定章动频率处需要补偿的相位角度，并在测量磁轴承绕组等效电感和电阻的基础上得出双平行不对称采样电阻网络的不对称因子，最后根据不对称因子配置双平行不对称采样电阻网络。本发明属于航天器惯性执行机构控制技术领域，可应用于磁悬浮控制力矩陀螺高转速下的高稳定控制。

主权项

1.一种补偿磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承相位滞后的方法，其特征在于：根据磁悬浮控制力矩陀螺转子的额定转速和系统参数计算额定章动频率，测试功放系统的开环相频特性并确定在额定章动频率处需要补偿的相位角度，并在测试磁轴承绕组等效电感和电阻的基础上得出双平行不对称采样电阻网络的不对称因子，最后根据不对称因子配置双平行不对称采样电阻网络，具体包括以下步骤：(1)根据磁悬浮控制力矩陀螺转子的额定转速Ω_n和系统参数计算磁悬浮转子的额定章动频率ω_n：ωn=12[(JaJrΩn)+(JaJrΩn)2+8lm(lskiλk-lmkx)Jr]]]>其中，J_a、J_r分别为转子的极转动惯量和赤道转动惯量；l_m、l_s分别是磁悬浮转子中心到径向磁轴承中心及到径向传感器中心的距离；k_i、k_x分别是磁轴承的电流刚度和位移刚度；λ_k是控制电流幅频特性i(jω)的幅值；(2)测试磁轴承功放系统的相频特性，得到磁轴承功放系统在额定章动频率处的相位滞后θ_n；(3)确定磁轴承开关功放系统在额定章动频率处需要补偿的相位θ_c＝θ_n-θ₀，其中θ₀为开关功放系统在额定章动频率处相位滞后的限定值；(4)分别采用万用表和电感表可测出轴承线圈绕组的等效电阻R_s和电感L_s；(5)确定电流采样电阻的大小R_m、电流采样用分压电阻的比值k_ab及电流采样电路的运算放大器增益k；(6)确定双平行不对称采样电阻网络的不对称因子(7)兼顾采样电阻网络的功耗和信噪比，根据不对称因子δ配置双平行不对称采样电阻网络的分压电阻R_a、R_b、R_c和R_d，其中R_a＝R_d，