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公开(公告)号：CN114291295B
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202111560447.0
申请日：2021-12-20
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
Abstract: 本发明涉及一种单磁悬浮控制敏感陀螺的卫星双轴姿态测控一体方法。磁悬浮控制敏感陀螺既能够作为一种惯性执行装置，又能够作为一种惯性测量装置。利用高速旋转的磁悬浮转子两自由度偏转改变角动量方向，能够和航天器完成两轴角动量的交换，实现航天器两轴姿态控制，根据控制磁悬浮转子偏转的洛伦兹力磁轴承产生的控制力矩和控制电流的线性关系，测量磁悬浮转子在定子坐标系下的角位移和洛伦兹力磁轴承电流大小，实现航天器两轴姿态角速率的测量，该方法单个磁悬浮控制敏感陀螺可以实现航天器两轴姿态角速率测量和姿态控制，克服了传统姿控系统需要独立的执行机构和敏感器的缺点，为航天器姿态测量与控制提供了一种新的控制方法。
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公开(公告)号：CN115059690A
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210835517.7
申请日：2022-07-15
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 一种斜装三正交三自由度平动磁轴承，主要由定子系统和动子两部分组成，定子系统主要包括：定子磁极安装支架、轴承盖、外侧磁极定子铁心、外侧励磁线圈、内侧磁极定子铁心、内侧励磁线圈。磁极与动子均为球面结构，三组周向120°均布、35.26°斜装的磁极在空间上形成正交结构，每组磁极产生的电磁合力过球心且相互垂直，能够同时控制动子径向两自由度和轴向一自由度的平动，并通过斜装三正交结构将三自由度平动控制所需电磁力分解转换为三组磁极方向电磁力，实现了动子三自由度平动悬浮和解耦控制，降低了控制难度的同时提高了控制精度。
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公开(公告)号：CN115164860B
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202210696472.X
申请日：2022-06-20
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
IPC: G01C19/42
Abstract: 本发明涉及一种磁悬浮陀螺组件级旋转调制角速率测量误差补偿方法。通过电机驱动力矩器定子稳定旋转，实现对洛伦兹线圈中电流信号的组件级旋转调制；根据转换矩阵对电流信号进行旋转解调，并对解调信号求解积分得到角度测量结果；对角度信号求导并进行滑动平滑处理实现陀螺的角速率测量误差补偿。采用滑动平滑的处理方式可使得陀螺的角速率输出频率不受力矩器定子旋转频率的束缚，有效提高陀螺的角速率输出频率，从而保证导航解算需求。该方法有效消除了陀螺角速率常值漂移误差并降低了陀螺的随机漂移误差。本发明属于惯性导航技术领域，可应用于磁悬浮角速率陀螺仪的高精度角速率测量。
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公开(公告)号：CN114802814B
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202210404612.1
申请日：2022-04-18
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
IPC: B64G1/22
Abstract: 本发明涉及一种洛伦兹力磁浮卫星载荷舱快速振动抑制方法。基于卫星载荷舱五自由度控制方案建立卫星载荷舱动力学模型，通过将偏转控制电流与惯性测量单元和角位移传感器两种方案得到的载荷舱偏转角速度进行信息融合得到载荷舱最终的偏转角速度，并进行傅里叶变换得到载荷舱的振动频率。将该频率实时更新至自适应频率跟踪陷波器中，实现振动成分的提取与前馈补偿，达到卫星载荷舱振动抑制的目的。由于振动抑制过程完全通过算法实现，且计算量较低，故该方法具有快速性。载荷舱在快速机动后存在振动，通过该方法有效降低了洛伦兹力磁浮卫星载荷舱快速机动后的稳定时间。本发明属于航天器姿态控制领域，可应用于航天器姿态振动的高精度稳定控制。
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公开(公告)号：CN110779548B
公开(公告)日：2021-05-25
申请号：CN201911007371.1
申请日：2019-10-22
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 , 中国人民解放军陆军研究院炮兵防空兵研究所
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明涉及一种惯性测量单元偏轴‑旋转复合调制误差补偿方法。利用惯性测量单元偏轴安装后等效轴向误差与原轴向误差的关系，选择合理的偏置角度将惯性测量单元绕某个轴向偏转后进行安装，之后分别绕其中两轴按预定的方案旋转，实现常值误差、标度误差和安装误差的补偿。由于惯性测量单元偏轴安装，新的等效轴向误差包含了原轴向误差与正余弦函数的乘积，可有效地减小误差。惯性测量单元偏轴安装后，再通过双轴旋转将误差调制成周期变化的信号，使误差累积减小发散甚至有效收敛。该发明方法提供了比传统双轴旋转调制效果更好、导航解算精度更高的误差补偿方法。本发明属于惯性导航技术领域，可应用于惯性测量单元的误差补偿、惯性导航解算等。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110736483B
公开(公告)日：2021-04-02
申请号：CN201911008288.6
申请日：2019-10-22
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明涉及一种惯性测量单元中陀螺仪的偏转调制零偏补偿方法。利用惯性测量单元初始偏转角与调制轴向的关系，根据需要调制的轴向确定偏转轴和初始偏转角，惯性测量单元绕偏转轴以初始偏转角为中心按偏转转位进行小角度偏转，可将调制轴向上的陀螺仪零偏调制成周期变化的信号，该信号在一个偏转周期内的均值为零，使惯性导航误差传播方程中由该轴向陀螺仪零偏引起的误差项经过积分后为零或接近于零，实现调制轴向上的误差补偿。该发明在调制过程中只进行小角度的转动，即可实现某一轴向上的零偏补偿，较之传统的旋转调制可降低系统的体积、重量、成本和技术难度，提高其可靠性。本发明属于惯性导航技术领域，可应用于惯性测量单元的误差补偿。
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公开(公告)号：CN110779548A
公开(公告)日：2020-02-11
申请号：CN201911007371.1
申请日：2019-10-22
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 , 中国人民解放军陆军研究院炮兵防空兵研究所
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明涉及一种惯性测量单元偏轴-旋转复合调制误差补偿方法。利用惯性测量单元偏轴安装后等效轴向误差与原轴向误差的关系，选择合理的偏置角度将惯性测量单元绕某个轴向偏转后进行安装，之后分别绕其中两轴按预定的方案旋转，实现常值误差、标度误差和安装误差的补偿。由于惯性测量单元偏轴安装，新的等效轴向误差包含了原轴向误差与正余弦函数的乘积，可有效地减小误差。惯性测量单元偏轴安装后，再通过双轴旋转将误差调制成周期变化的信号，使误差累积减小发散甚至有效收敛。该发明方法提供了比传统双轴旋转调制效果更好、导航解算精度更高的误差补偿方法。本发明属于惯性导航技术领域，可应用于惯性测量单元的误差补偿、惯性导航解算等。
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公开(公告)号：CN110068336A
公开(公告)日：2019-07-30
申请号：CN201910338969.2
申请日：2019-04-25
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
Abstract: 本发明涉及一种基于磁悬浮控制敏感陀螺平行构型的角运动测量方法。利用陀螺转子径向所受合外力矩得到航天器姿态角速率的解析关系式，在不忽略由航天器角运动引起的惯性耦合项和交叉耦合项的情况下，通过平行构型中两个陀螺的信息融合运算，消掉惯性耦合项和交叉耦合项，从而联合得到航天器两轴的角速率解析表达式。由于保留了惯性耦合项和交叉耦合项，其测量精度仅取决于陀螺误差和构型安装误差，并不会随着航天器动态范围的增大而降低。该发明有效克服了传统姿态角速率测量方法中测量精度与动态范围之间的突出矛盾。本发明属于惯性导航技术领域，可应用于航天器姿态角速率的高精度高带宽测量。
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公开(公告)号：CN114967446B
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202210487764.2
申请日：2022-05-06
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于自适应频率估计的磁悬浮转子多频振动抑制方法。转子质量不平衡是磁悬浮转子系统最主要的振动源，其中，传感器输出信号引入了与转子转速同频和倍频的谐波分量，该分量会产生谐波电流，破坏系统的稳定性。针对不平衡振动源，在工作频率范围内进行高精度同频和倍频振动抑制，需要已知转子的实际转速。但当霍尔速度传感器测量误差较大或出现故障时，则需要估计出转子的实际速度信号。该方法利用转子的位移信号，发明一种自适应频率估计的方法，估计出转子的实际转速，并有效抑制了系统中同频和倍频的控制电流。最后，利用陷波滤波器抑制系统中仍然存在的残余位移刚度力，实现了磁悬浮转子系统的多频振动抑制。
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公开(公告)号：CN114326394B
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202111553786.6
申请日：2021-12-17
Applicant: 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种磁悬浮转子交叉反馈完全解耦控制方法。根据转子动力学模型，分析了转子两自由度偏转存在强耦合现象，提出一种交叉反馈的完全解耦控制方法，首先根据转子动力学方程求解出磁悬浮转子偏转交叉耦合量，然后设计控制器和交叉反馈控制器，最后通过求解控制器和转子动力学模型的矩阵，使矩阵为对角矩阵时，就可以满足磁悬浮转子两自由度偏转通道的完全解耦。该方法克服了传统解耦算法不能够完全解耦的缺点，能够使磁悬浮转子的偏转解耦控制不受控制器的影响，可以灵活地选择控制器实现磁悬浮转子偏转通道的完全解耦，为磁悬浮转子偏转通道的完全解耦提供了一种新的控制方法。本发明属于磁悬浮转子控制领域，可应用于磁悬浮转子两自由度偏转的完全解耦控制。
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