[发明专利]一种基于谐波减速器的磁悬浮控制力矩陀螺框架角速率伺服系统

摘要

本发明提出了一种基于谐波减速器的磁悬浮控制力矩陀螺框架角速率伺服系统，包括控制器、功放、力矩电机、电机端线性霍尔传感器、谐波减速器、负载、负载端旋转变压器、级联扩张状态观测器。其中，控制器控制输出和负载端角位置作为级联扩张状态观测器的输入信号，经级联扩张状态观测器产生附加的控制信息补偿到控制器中；力矩电机端安装线性霍尔传感器并通过解算获得准确的力矩电机转子位置信息，力矩电机固连谐波减速器的输入端，谐波减速器输出力矩作用于负载，在负载端安装旋转变压器测量负载端角位置。本发明提出的磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统，可以实现高精度框架角速率伺服控制。

主权项

一种基于谐波减速器的磁悬浮控制力矩陀螺框架角速率伺服系统，其特征在于：包括控制器(1)、功放(2)、力矩电机(3)、线性霍尔传感器(4)、转子位置解算模块(5)、谐波减速器(6)、磁悬浮控制力矩陀螺框架系统负载(7)、旋转变压器(8)、角位置解算模块(9)、级联扩张状态观测器(10)；其中，控制器(1)采用基于状态反馈与扰动补偿相结合的复合控制算法产生控制信号，经功放(2)输出实际控制电流给力矩电机(3)，力矩电机端安装的线性霍尔传感器(4)用来测量力矩电机转子位置相关信息，经转子位置解算模块(5)获得力矩电机转子位置，力矩电机(3)的输出轴与谐波减速器(6)的输入端固连，谐波减速器(6)作为力矩放大装置，输出力矩作用于磁悬浮控制力矩陀螺框架系统负载(7)，负载端的旋转变压器(8)经角位置解算模块(9)获得负载端角位置，负载端角位置与控制器控制输出一起作为级联扩张状态观测器(10)的输入信息，级联扩张状态观测器(10)产生附加控制量，与姿态控制计算机给定的磁悬浮控制力矩陀螺框架角速率伺服系统的角速率指令、力矩电机转子位置以及负载端角位置一起作为控制器(1)的输入信息。