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

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 任元 ,  于春淼 ,  蔡远文 ,  王卫杰 ,  张激扬 ,  廖鹤 ,  尹增愿

IPC分类号： B64G1/22

摘要： 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。

公开(公告)号：CN109085753B

公开(公告)日：2021-09-24

申请号：CN201810322388.5

申请日：2018-04-11

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 任元 ,  夏长峰 ,  王卫杰 ,  蔡远文 ,  尹增愿 ,  陈晓岑 ,  姚红 ,  陈国越

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 本发明涉及一种基于自适应非线性加权矩阵的磁悬浮控制敏感陀螺群伪逆操纵律。基于角动量守恒定律并结合磁悬浮控制敏感陀螺机理特性，建立双正交构型磁悬浮控制敏感陀螺群的动力学模型；分析陀螺群中各转子二自由度偏转状态，提出转子偏转饱和度函数，进而给出自适应非线性加权矩阵元函数；在此基础上，设计出一种基于自适应非线性加权矩阵的磁悬浮控制敏感陀螺群伪逆操纵律，使陀螺群在有限的转子偏转区间内合理分配输出力矩，实现对载体航天器三自由度控制。本发明属于新概念陀螺控制技术领域，可应用于使用磁悬浮控制敏感陀螺作为航天器姿态机动执行机构的姿态控制系统。

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

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 任元 ,  于春淼 ,  陈晓岑 ,  王卫杰 ,  汪洲 ,  姚红 ,  尹增愿 ,  李磊

IPC分类号： G01C21/20 ,  G01C21/24

摘要： 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。

公开(公告)号：CN109085753A

公开(公告)日：2018-12-25

申请号：CN201810322388.5

申请日：2018-04-11

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 任元 ,  夏长峰 ,  王卫杰 ,  蔡远文 ,  尹增愿 ,  陈晓岑 ,  姚红 ,  陈国越

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 本发明涉及一种基于自适应非线性加权矩阵的磁悬浮控制敏感陀螺群伪逆操纵律。基于角动量守恒定律并结合磁悬浮控制敏感陀螺机理特性，建立双正交构型磁悬浮控制敏感陀螺群的动力学模型；分析陀螺群中各转子二自由度偏转状态，提出转子偏转饱和度函数，进而给出自适应非线性加权矩阵元函数；在此基础上，设计出一种基于自适应非线性加权矩阵的磁悬浮控制敏感陀螺群伪逆操纵律，使陀螺群在有限的转子偏转区间内合理分配输出力矩，实现对载体航天器三自由度控制。本发明属于新概念陀螺控制技术领域，可应用于使用磁悬浮控制敏感陀螺作为航天器姿态机动执行机构的姿态控制系统。

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

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 任元 ,  尹增愿 ,  王卫杰 ,  蔡远文 ,  陈晓岑 ,  于春淼 ,  韩文靖 ,  韩文婷 ,  辛朝军 ,  夏长峰

IPC分类号： B64G1/28 ,  B64G1/24

摘要： 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。

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

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 王丽芬 ,  朱宏业 ,  王卫杰 ,  任元 ,  樊亚洪 ,  廖鹤 ,  尹增愿 ,  于春淼 ,  李磊 ,  庞维坤

IPC分类号： F16C32/04

摘要： 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。

公开(公告)号：CN108715235A

公开(公告)日：2018-10-30

申请号：CN201810281513.2

申请日：2018-04-02

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 任元 ,  尹增愿 ,  王卫杰 ,  姜寅啸 ,  蔡远文 ,  陈晓岑 ,  夏长峰 ,  姚红

IPC分类号： B64G1/22

摘要： 一种卫星用磁悬浮万向偏转隔震吊舱主要由吊舱系统和支承系统两部分组成，吊舱系统主要包括：悬浮的吊舱、永磁环、永磁环锁紧环；支承系统主要包括：径向悬浮吊舱的径向磁轴承定子、径向磁轴承绕组、轴向悬浮和径向两自由度偏转的定子骨架、径向磁轴承定子锁紧盘、定子套筒，套筒锁紧盘、轴向磁轴承绕组、偏转磁轴承绕组、传感器安装盘、传感器、保护轴承、上吊舱安装支座、中吊舱安装支座、下吊舱安装支座。本发明吊舱采用中空的结构，径向表面采用球面结构，通过径向磁轴承使吊舱所受径向力始终指向吊舱型心，轴向悬浮和偏转悬浮都是采用洛伦兹力磁轴承控制，洛伦兹力永磁体采用球面结构，使吊舱能够实现万向偏转，并且偏转电磁力始终指向吊舱型心，避免产生干扰力矩，中空的吊舱结构可以放置载荷，由于吊舱悬浮在卫星平台中，不与卫星平台接触，吊舱能够有效地隔离卫星平台产生的振动。

公开(公告)号：CN108131389A

公开(公告)日：2018-06-08

申请号：CN201711250491.5

申请日：2017-12-01

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 王卫杰 ,  尹增愿 ,  任元 ,  樊亚洪 ,  刘强 ,  蔡远文 ,  辛朝军

IPC分类号： F16C32/04

CPC分类号： F16C32/0461 ,  F16C32/048

摘要： 本发明公开了一种平面磁极球面内转子纯电磁径向磁轴承，主要由定子系统和球面转子两部分组成，定子系统主要包括：平面磁极定子铁心、励磁线圈、上定子锁紧盘和下定子锁紧盘、定子磁极套筒、定子磁极套筒锁紧盘、上密封圈、下密封圈、径向磁轴承安装骨架。磁极形状为平面磁极，转子为球面转子，球面转子所受电磁力过球心，当质心与球心重合时，消除了径向平动悬浮对偏转悬浮的干扰。与球面磁极球面转子结构相比，平面定子铁心磁极边缘与转子间距增大，降低了径向通道的磁力耦合，能够减小径向平动悬浮对轴向平动悬浮的干扰，进一步提高了控制精度，同时还降低了装配工艺难度。

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

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 蔡远文 ,  韩文婧 ,  韩文婷 ,  任元 ,  王卫杰 ,  尹增愿 ,  于春淼

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 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。

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

申请人： 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

发明人： 任元 ,  蔡远文 ,  尹增愿 ,  王卫杰 ,  陈晓岑 ,  于春淼 ,  韩文婧 ,  韩文婷 ,  辛朝军 ,  夏长峰 ,  傅百恒 ,  李磊

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 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。