磁懸浮飛輪自動鎖緊裝置的研制.pdf

1、磁懸浮技術是一種利用電磁力將物體無機械接觸式懸浮起來的技術,這是一門涉及到多種學科的綜合性技術。現在,國內外衛(wèi)星姿態(tài)控制一般都是通過控制飛輪的角動量變化來實現的。采用磁懸浮軸承的飛輪系統,具有無摩擦力矩、無需潤滑和超高速運轉等特點,而大量應用于衛(wèi)星當中。
　　 在衛(wèi)星發(fā)射過程中,磁懸浮飛輪的鎖緊技術是一項關鍵性技術。由于磁懸浮飛輪系統在發(fā)射階段需要固定飛輪(包括轉子)以保護飛輪不受損壞,在軌道運行階段則需要釋放使飛輪浮起。雖然磁

2、軸承的永磁靜態(tài)承載力有能力在發(fā)射階段支撐轉子,但是許多商業(yè)應用的磁懸浮飛輪都采用了額外的鎖緊裝置,即在發(fā)射階段通過鎖緊機構向飛輪施加鎖緊力,將飛輪固定在軸承的錐形襯套上,而在軌道運行階段則需要釋放鎖緊力,使飛輪處在自由狀態(tài)以便懸浮。
　　 在本次系統設計中,首先進行了系統運動機構的設計,其中包括動力源部件、傳動部件、執(zhí)行部件以及支撐部件,由此可以得到系統機構的整體方案。在系統機構鎖緊方案設計中,列舉了幾種系統機構的鎖緊方案,通過

3、對它們之間地分析比較,最終選定了一個性能最佳的系統機構方案。其次,進行了運動控制系統的設計。為了能夠有效的控制系統機構的運行,本次運動控制系統將采用閉環(huán)控制的方式,這樣可以確保系統機構能夠在安全行程內運行,保證其可靠性和安全性。顯然,為了實現系統的自動鎖緊及釋放,可以采用以單片機為核心的集成電路進行控制,同時可以利用串行通信模塊實現單片機與主控計算機之間的通信,達到遠程控制的目的。
　　 完成以上系統機構及其運動控制的設計之后,