反作用飛輪電模擬器設(shè)計與應(yīng)用.pdf

1、作為一種高精度的執(zhí)行機構(gòu)，反作用飛輪已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)中。在衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的地面電聯(lián)試過程中，通常采用反作用飛輪電模擬器來代替真實飛輪，在桌面聯(lián)試階段將飛輪電模擬器引入到測試系統(tǒng)，通過飛輪電模擬器模擬飛輪的電接口特性及運動特性，完成測試任務(wù)。與采用真實飛輪進行地面試驗相比，飛輪電模擬器具有經(jīng)濟性、可控性、無破壞性、可靠性等優(yōu)點，尤其是可以通過調(diào)整其內(nèi)部參數(shù)改變飛輪電模擬器的輸出特性，應(yīng)用于不同型號衛(wèi)星的地面測試中，提高飛輪電

2、模擬器的使用效率，降低成本。
　　本文研究的基于C8051F040微控制器芯片的飛輪電模擬器經(jīng)歷了總體方案設(shè)計、硬件設(shè)計與實現(xiàn)、軟件設(shè)計與實現(xiàn)、電模擬器測試等階段；實現(xiàn)了采集飛輪控制電壓、進行運動學(xué)計算、輸出飛輪轉(zhuǎn)速脈沖及方向信號、輸出軸承溫度與電機電流遙測量、與動力學(xué)計算機進行總線(CAN、RS-232、RS-422)通訊等功能，性能滿足飛輪電模擬器研制的技術(shù)指標(biāo)要求，能夠參與衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的電聯(lián)試完成測試任務(wù)。
　　本

3、文設(shè)計并實現(xiàn)了基于反作用飛輪電模擬器的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的硬件在回路仿真應(yīng)用。進行了衛(wèi)星姿態(tài)控制的閉環(huán)數(shù)學(xué)仿真；在數(shù)學(xué)仿真基礎(chǔ)上，通過RS-232串行總線將飛輪電模擬器引入到系統(tǒng)閉環(huán)中，實現(xiàn)了基于飛輪電模擬器的硬件在回路仿真。飛輪電模擬器與星載機下位機模擬器相連、下位機模擬器與PC機通過RS-232總線連接；PC機在Simulink環(huán)境下，通過S-Function調(diào)用MATLAB的Serial模塊與下位機通訊，通過串口輸出控制電壓并采集轉(zhuǎn)