中国空间科学技术

中国空间科学技术 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (6): 26-32.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2013.06.004

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SGCMG高速转子无位置传感器控制

 鲁明, 田利梅, 李连香, 翟百臣, 胡跃伟   

  1. （北京控制工程研究所,北京100190）
  • 收稿日期:2013-03-05 修回日期:2013-07-01 出版日期:2013-12-25 发布日期:2013-12-25
  • 作者简介:鲁明 1981年生，2013年获中国科学院电力电子与电力传动专业博士学位，工程师。研究方向为空间执行机构控制技术。
  • 基金资助:

    载人航天领域预先研究（020106）资助项目

SensorlessControlStrategyforSGCMGHighSpeedRotor

 LU  Ming, TIAN  Li-Mei, LI  Lian-Xiang, ZHAI  Bai-Chen, HU  Yue-Wei   

  1. （BeijingInstituteofControlEngineering,Beijing100190）
  • Received:2013-03-05 Revised:2013-07-01 Published:2013-12-25 Online:2013-12-25

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摘要： 采用无位置传感器控制的单框架控制力矩陀螺（SGCMG）高速转子系统可以降低整机复杂度，提高整机可靠性。文章设计了适用于半桥驱动无刷直流电机的反电势位置检测方法和干扰去除方法，无需滤波电路，位置检测精度高。在开环起动阶段，提出了适用于大惯量比负载的“预定位—恒流升频起动—转速估计起动—切换”的四段式起动方法，提高了起动过程的可靠性。通过仿真和试验验证了方法的有效性，实现了SGCMG无位置传感器高速转子系统的高可靠起动和高精度控制。

关键词: 单框架控制力矩陀螺, 高速转子, 无位置传感器, 反电势检测, 开环起动

Abstract: Sensorlesscontrolstrategyforrotorsystemofthesinglegimbalcontrolmomentgyro(SGCMG)couldreducecomplexityandpromotereliabilityofthewholeset.Themethodsbasedonthebackelectromotiveforce(EMF)detectionofthehalfbridgedrivebrushlessDCmotor(BLDC)andthedisturbanceeliminatingmethodswithoutlowpassfilterwereproposed,whichcouldachieveshighdetectionprecision.Forthestartupprocess,afoursegmentstrategywasproposedincludingorientationsegment,I/fstartupsegment,speedestimationstartupsegmentandswitchsegment,whichrealizedareliablestartupprocess.Simulationsandexperimentsprovetheeffectivenessoftheproposedmethod.ReliableandaccuratesensorlesssystemforSGCMGhighspeedrotorisrealized.

Key words: Singlegimbalcontrolmomentgyro, Highspeedrotor, Sensorless, BackEMFdetection, Openloopstartup