本实用新型专利技术公开一种反作用飞轮控制装置，涉及卫星控制技术领域，该装置包括光电编码器、电机组件、托架、控制器电路板、电机驱动器、真空罩底座。该装置采用了速度环和电流环双环控制，克服了轴承摩擦力对反作用飞轮输出力矩的影响，提高了反作用飞轮的控制精度。该装置通过串行口与上位机通信，提高了抗干扰能力且提高了转速指令精度。该装置采用光电编码器测量反作用飞轮速度，提高了反作用飞轮的测速精度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星控制
，具体涉及一种用于卫星的反作用飞轮控制 装置。
技术介绍
目前，在卫星上用的反作用飞轮控制装置大多数只包括霍尔传感器、电流 调节器、电机控制器。控制装置只包括一个电流环，这种反作用飞轮控制精度 低，轴承摩擦力对反作用飞轮力矩影响大，特别是在高转速时，反作用飞轮需 要克服较大的轴承摩擦力，因此反作用飞轮的实际输出力矩与理论输出力矩相 差较大。这种反作用飞轮一般通过模拟电压量来与上位机通信，这种通讯方式 容易受外界干扰，特别是在长线传输时，模拟电压的失真很大，反作用飞轮很 难精确控制。这种反作用飞轮通常使用霍尔器件测量电机转速，没有使用诸如 光电编码器这种高精度的测量器件来测量速度，霍尔器件测速的精度有限，反 作用飞轮控制精度无法满足高精度要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术不足，提供一种采用速度环77和电流 环88双环控制的适用高精度高稳定度反作用飞轮控制装置。该装置包括，光电 编码器ll、电机组件22、托架33、控制器电路板44、电机驱动器55、真空罩底 座66。所述的光电编码器11安装在托架33上， 一端与电机组件22连接，另一端与 控制器电路板44电连接，构成速度环77;所述的托架33与电机组件22螺接；所 述的控制器电路板44螺接在托架33下；所述的电机驱动器55安装在真空罩底座 66上，与控制器电路板44电连接，构成电流环88;所述的真空罩底座66与托架 33螺接。所述的控制器电路板44包括，速度环77、电流环88、串口通信电路8，电流 环88与速度环77采用电连接，完成电流与速度信号相互转换的过程。速度环77 与串口通信电路8采用电连接，与上位机通信，得到精确的速度信号，从而达到 精确地控制反作用飞轮的转速的目的。本专利技术通过采用速度环77和电流环88双环来控制反作用飞轮输出预期的 速度，消除电机组件22摩擦力对反作用飞轮输出力矩的影响；通过串口通信 电路8进行数字指令传输，解决了反作用飞轮指令容易受外界干扰、模拟指令 电压失真大的问题，使反作用飞轮控制精度以倍数提高；通过高精度的光电编 码器11采集电机组件22的速度信号，得到了高精度的电机速度信号反馈给速 度环77控制，从而实现反作用飞轮的髙精度控制。附图说明图l是本专利技术反作用飞轮控制装置的结构示意图。 图2是本专利技术的速度环的构成示意图。 图3是本专利技术的电流环的构成示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步描述。如图l是本技术提出的一种卫星用反作用飞轮控制装置结构图，包括， 光电编码器1K电机组件22、托架33、控制器电路板44、电机驱动器55、真 空罩底座66。光电编码器11安装在托架33上， 一端与电机组件22连接，另一端与控制器电路板44电连接，构成速度环77;速度环77由光电编码器11、 光电编码器检测与处理电路2、 MCU电路3、 D/A转换器4、电流环88构成。其 中光电编码器11作为位置测量器件，光电编码器检测与处理电路2对光电编 码器11输出脉冲进行倍频，MCU电路3对倍频后的计数值进行微分，得到反作 用飞轮的转速。托架33与电机组件22螺接；控制器电路板44螺接在托架33 下；电机驱动器55安装在真空罩底座66上，与控制器电路板44电连接，构 成电流环88;电流环88由电流调节器5、电机控制器6、电机驱动器7、电机 组件22构成，电流调节器5用来控制电机电流，使电机组件22输出预期的力 矩，电机控制器6用于控制电机驱动器55，从而驱动电机组件22。电机组件 22带动光电编码器11转动，光电编码器11检测电机组件22的位置，输出位 置脉冲信号给控制器电路板44，控制器电路板44通过串口通信电路8接收上 位机的转速指令，然后根据光电编码器11的转速信号和转速指令速过速度环 77、电流环88形成电机控制信号，控制电机驱动器7，驱动电机组件22。真 空罩底座66与托架33螺接。如图2是本技术提出的速度环77的构成示意图，光电编码器ll检测电机 组件22的位置信号，输出位置脉冲信号，光电编码器倍频及计数电路2对光电编 码器ll的脉冲信号进行倍频和计数，计数值送给MCU电路3微分计算，得到反作 用飞轮的转速，MCU电路3根据指令转速和当前转速的速度差得到电机电流控制 信号，通过D/A转换器4送给电流环88，完成速度控制过程。如图3是本技术提出的电流环88的构成示意图，电流调节器5接收速度 环77送来的电机电流控制信号与当前的电机电流进行比较，得到电机电流差值， 送给电机控制器6，电机控制器6对电机电流差值进行P丽调制，并根据电机组件的位置信号产生电机组件的控制信号，送给电机驱动器7驱动电机组件22，电机 组件22带动光电编码器11转动，产生位置信号，完成电流控制及速度反馈过程。权利要求1、一种反作用飞轮控制装置，包括光电编码器、电机组件、托架、控制器电路板、电机驱动器、真空罩底座；其特征在于，光电编码器安装在托架上，一端与电机组件连接，另一端与控制器电路板电连接，构成速度环；托架与电机组件螺接；控制器电路板螺接在托架下；电机驱动器安装在真空罩底座上，与控制器电路板电连接，构成电流环；真空罩底座与托架螺接。2、 根据权利要求l所述的反作用飞轮控制装置，其特征在于，速度环 由光电编码器、光电编码器检测与处理电路、 MCU电路、 D/A转换器 、电流环构成。3、 根据权利要求l所述的反作用飞轮控制装置，其特征在于，电流环 由电流调节器、电机控制器、电机驱动器、电机组件构成。4、 根据权利要求1或2或3所述的反作用飞轮控制装置，其特征在于，采 用速度环和电流环双环控制，电流环与速度环采用电连接， 完成电流与速度信号相互转换。5、 根据权利要求l所述的反作用飞轮控制装置，其特征在于，控制器电路 板设有串行通信电路与速度环电连接，完成与上位机的通信。专利摘要本技术公开一种反作用飞轮控制装置，涉及卫星控制
，该装置包括光电编码器、电机组件、托架、控制器电路板、电机驱动器、真空罩底座。该装置采用了速度环和电流环双环控制，克服了轴承摩擦力对反作用飞轮输出力矩的影响，提高了反作用飞轮的控制精度。该装置通过串行口与上位机通信，提高了抗干扰能力且提高了转速指令精度。该装置采用光电编码器测量反作用飞轮速度，提高了反作用飞轮的测速精度。文档编号B64G1/28GK201068204SQ20072007324公开日2008年6月4日 申请日期2007年8月2日 优先权日2007年8月2日专利技术者吴敬玉, 吴永初, 张云霞, 彭仁军, 勇 王, 赵万良, 凯 郑 申请人:上海航天控制工程研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反作用飞轮控制装置，包括光电编码器［１１］、电机组件［２２］、托架［３３］、控制器电路板［４４］、电机驱动器［５５］、真空罩底座［６６］；其特征在于，光电编码器［１１］安装在托架［３３］上，一端与电机组件［２２］连接，另一端与控制器电路板［４４］电连接，构成速度环［７７］；托架［３３］与电机组件［２２］螺接；控制器电路板［４４］螺接在托架［３３］下；电机驱动器［５５］安装在真空罩底座［６６］上，与控制器电路板［４４］电连接，构成电流环［８８］；真空罩底座［６６］与托架［３３］螺接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵万良，吴敬玉，彭仁军，张云霞，王勇，郑凯，吴永初，
申请(专利权)人：上海航天控制工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]
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