一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法技术

一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法，涉及转子的倾侧振动控制领域。本发为了解决针对陀螺飞轮三自由度挠性支撑转子沿赤道轴方向的两维倾侧振动问题。所述方法的实现过程为：陀螺飞轮转子运行在恒转速的条件下，找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小的相位；找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小的相位，作为每次细分所对应的校正力矩的相位；找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小所对应的力矩幅值，作为校正力矩的幅值；在倾侧回路闭环的条件下，将校正力矩分别施加于x、y轴，并与未施加校正力矩时二维倾侧振动一倍频幅值进行比较，直至使倾侧振动得到有效控制。本发明专利技术能够实现对不同转速下转子两维倾侧振动的有效控制。

Tilting Vibration Control Method for a Three-DOF Flexible Supported Rotor

A kind of tilting vibration control method for a three-degree-of-freedom flexible-supported rotor relates to the field of tilting vibration control of the rotor. In order to solve the problem of two-dimensional tilting vibration of a three-degree-of-freedom flexible supported rotor of a gyro flywheel along the equatorial axis. The realization process of the method is as follows: the gyro flywheel rotor runs at constant speed, and finds the phase that minimizes the frequency-doubling amplitude of the two-dimensional tilting vibration; finds the phase that minimizes the frequency-doubling amplitude of the two-dimensional tilting vibration as the phase of the correction moment corresponding to each subdivision; and finds the corresponding moment amplitude that minimizes the frequency-doubling amplitude of the two-dimensional tilting vibration as the correction force. The amplitude of the moment; under the condition of closed loop of the tilting loop, the correcting moment is applied to the X and Y axes respectively, and compared with the amplitude of the frequency doubling of the two-dimensional tilting vibration when the correcting moment is not applied, until the tilting vibration is effectively controlled. The invention can effectively control the two-dimensional tilting vibration of the rotor at different rotational speeds.

【技术实现步骤摘要】
一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法
本专利技术涉及转子的倾侧振动控制领域，特别涉及三自由度挠性支撑转子两维倾侧振动控制方法。
技术介绍
陀螺飞轮作为一种新型的机构，集姿态控制与姿态测量功能于一身，适用于微小航天器的姿态控制系统，有利于航天器小质量、小体积、低成本和高集成度的实现。不同于传统的单自由度转子，陀螺飞轮采用一种挠性支撑结构，能够实现转子的三自由度运动，通过控制转子变速和倾侧，基于动量交换原理可以输出三轴控制力矩。在实际系统中，由于转子质量分布不均匀、加工及装配误差等非理想因素，会引起转子沿赤道轴和径向的高频混频振动，该振动将对陀螺飞轮控制力矩输出以及姿态测量精度产生不利影响。对于这类三自由度挠性支撑转子的振动控制问题，现有的文献很少。现有技术中一般采用一些算法对校正力矩的相位和幅值进行辨识，存在计算复杂，对模型有较大的依赖性的问题。采用本文所述方法，通过对相位和幅值进行逐步细分确定校正力矩，不依赖于复杂算法的实现，从而避免了大量复杂的运算问题，并且操作简单。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术的目的是提出一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法，以解决本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法，所述转子具有绕极轴一维运动和绕赤道轴两维倾侧运动的能力，通过安装于转子上端面上方的一组倾侧传感器对沿赤道轴方向的两维倾侧角度进行测量；陀螺飞轮系统中力矩器由力矩器线圈与安装于所述转子表面的永磁体共同作用构成，所述力矩器线圈由沿x轴和y轴呈正交分布的四个矩形线圈构成，四个矩形线圈沿转子外表面圆周方向均布设置，所述力矩器用于调整校正力矩的大小，从而实现对陀螺飞轮系统转子两维倾侧振动的控制；x轴、y轴分别定义在两个相对位置矩形线圈的中心连线上；其特征在于：所述方法的实现过程为：步骤一、设置陀螺飞轮转子运行在恒转速ω的条件下，N等分转子圆周，即相位间距为△...

【技术特征摘要】
1.一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法，所述转子具有绕极轴一维运动和绕赤道轴两维倾侧运动的能力，通过安装于转子上端面上方的一组倾侧传感器对沿赤道轴方向的两维倾侧角度进行测量；陀螺飞轮系统中力矩器由力矩器线圈与安装于所述转子表面的永磁体共同作用构成，所述力矩器线圈由沿x轴和y轴呈正交分布的四个矩形线圈构成，四个矩形线圈沿转子外表面圆周方向均布设置，所述力矩器用于调整校正力矩的大小，从而实现对陀螺飞轮系统转子两维倾侧振动的控制；x轴、y轴分别定义在两个相对位置矩形线圈的中心连线上；其特征在于：所述方法的实现过程为：步骤一、设置陀螺飞轮转子运行在恒转速ω的条件下，N等分转子圆周，即相位间距为△φ1＝360°/N；在倾侧回路开环状态下，给x、y轴施加的力矩分别为Tx＝T0cos(ωt+φ1i)，Ty＝T0sin(ωt+φ1i)，其中φ1i＝i·△φ1,i＝0,1,2,...,N；对倾侧传感器采集到的倾侧角信号进行FFT分析，找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小的相位，即为校正力矩相位φc1；以一指定的角度△φ为标准进行判断，若△φc1≤△φ，则φc1即为校正力矩相位的最终值，直接进入步骤三，反之，则需进入步骤二；步骤二、在相位φc(j-1)(j＝2,3,...,p)的附近，以△φj＝360°/Nj的间距划分出2M个相位，在不同的相位φ±jk(φ±jk＝φc(j-1)±k·△φj；j＝2,3,...,P；k＝1,2,...,M)处，重复步骤一中施加力矩的操作；对倾侧传感器采集到的倾侧角信号进行FFT分析，找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小的相位，作为每次细分所对应的校正力矩的相位φcj，当△φcp≤△φ时，停止进一步细分相位，选取此时的校正力矩相位为最终校正力矩相位，即φc＝φcp；步骤三、在转子相位φc处，以△T为间隔施加q个不同幅值的力矩T...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍鑫，张媛媛，刘海媛，刘思源，陈硕，赵辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23