GMI磁传感器内部灵敏度与噪声特性研究

建立了非晶带GMI敏感元件的灵敏度和噪声理论模型,计算了其灵敏度和磁噪声在不同易轴方向和外磁场应用条件下的响应特性.通过改变易轴方向、外磁场及直流偏置场对非晶带敏感元件进行了优化,其内部磁噪声达到了fT/(√HZ)水平.分析了内部灵敏度、工作点和磁噪声水平对GMI磁传感器性能的影响,结果表明,在GMI磁传感器设计时,应...     

反作用飞轮结构的动态优化设计

在综合考虑飞轮执行机构的动量容量、输出力矩、质量、体积、功耗、成本及复杂性等因素的基础上，基于优化设计软件ISIGHT及结构有限元分析软件ANSYS，对基于磁悬浮轴承技术的反作用飞轮的结构外形尺寸进行动态优化设计，在确保反作用飞轮结构在给定设计转速下能达到一定的角动量，同时满足结构强度、刚度、形态等方面的要求的前提下，使反作用飞轮的质量最小，优化结果令人满意。设计思路和方法可以用于系列反作用飞轮结构的设计和研制。     

高速永磁电机的转子涡流损耗分析

在高速永磁电机中,转子涡流损耗会使转子温度升高,影响电机效率等性能,甚至导致永磁体过热退磁.针对高速永磁电机中的转子涡流损耗问题,进行了解析分析和有限元计算,分析了产生转子涡流损耗的谐波来源,研究了不同定转子结构电机的转子涡流损耗,分析了定子槽数、槽口宽度、气隙长度、屏蔽层、定子齿开辅助槽对转子涡流损耗的影响.结果表明,增加定子槽数、减小槽口宽度、增加气隙长度可以减小转子涡流损耗;在护套和永磁体中间加一层高电导率屏蔽层能有效减小永磁体的涡流,且选择合适的屏蔽层厚度能够进一步减小转子涡流损耗;提出了使用合适宽度、深度、角度和槽型的辅助槽来减小转子涡流损耗、帮助电机散热的新方法.对高速永磁电机的研制具有重要的理论研究和工程应用价值.     

一种改进的在线测量SINS陀螺常值漂移的方法

捷联惯性导航系统(SINS)中随时间变化的陀螺常值漂移是导致SINS导航误差的主要因素之一.在现有全监控方法的基础上,提出一种改进的在线测量SINS陀螺常值漂移的方法.利用短时间内监控陀螺常值漂移变化缓慢的特点,改进监控陀螺的旋转方案,在减少监控陀螺旋转次数提高效率的同时保证陀螺常值漂移的测量精度.详细介绍了其原理并进行了理论推导和误差分析,最后通过陀螺全监控和惯性导航半物理仿真实验验证了其有效性.仿真结果表明,该方法有效降低了实施的复杂性,同时使监控补偿后的陀螺漂移减小了一个数量级(均方根),惯性导航平面位置精度提高了近5倍.     

SVPWM方法在磁轴承开关功放中的设计及应用

永磁偏置磁轴承需要磁轴承线圈流过双极性电流,因而开关功放多采用全桥结构,而金桥结构的开关功放功率管数量多,导致其功耗大和可靠性低等.本文采用新型三桥臂开关功放主电路拓扑结构,通过DSP和FPGA的数字系统实现了空间矢量PWM(SVPWM)的调制方法.实验结果表明,这种方法相对于全桥结构两电平调制方法具有低纹波电流的优点,可以大大降低磁轴承的涡流损耗,相对于全桥结构三电平的开关功放具有减少了功放管数量和减小了功放体积的优点,可以进一步降低开关损耗,同时功放管数量的减少可增加系统的可靠性.     

基于线性求角的旋变轴角解码与激磁系统研究

控制力矩陀螺(CMG)是空间站等大型航天器姿态控制的关键执行机构,旋转变压器（旋变）是CMG框架伺服系统的常用测角部件,由于大多数旋变激磁模块和轴角解码模块不满足航天应用小体积、轻重量和低功耗的要求,本文提出一种基于单片DSP的旋变轴角解码与激磁系统设计方法并进行了实验验证。轴角解码中反正切运算需要很大运算量或很多数据空间存储查表值,甚至需要外扩存储芯片,因此本文提出一种线性求角方法,其思想是把反正切运算补偿成分区间的线性运算;同时在保证测角精度的基础上降低旋变激磁的电压幅值,从而实现了整个伺服系统的高集成度与低功耗。实验结果显示：体积、重量、功耗与原激磁电源模块JD20-D15C36MK和轴角解码模块19XSZ2413相比均减少80%以上,测角精度可达0.011º,框架电机运转平稳。     

控制力矩陀螺用高速高精度无刷直流电机控制系统

本文分析了大型航天器对控制力矩陀螺电机的性能要求,提出了一种基于MC33035和硬件锁相环电路的无刷直流电机控制系统,介绍了系统构成,分析了不同模式下的控制方法。通过该系统实现了CMG电机的高速高精度稳速控制,并给出了实验结果和波形。     

New autonomous celestial navigation method for lunar satellite

Celestial navigation system is an important autonomous navigation system widely used for deep space exploration missions, in which extended Kalman filter and the measurement of angle between celestial bodies are used to estimate the position and velocity of explorer. In a conventional cartesian coordinate, this navigation system can not be used to achieve accurate determination of position for linearization errors of nonlinear spacecraft motion equation. A new autonomous celestial navigation method has been proposed for lunar satellite using classical orbital parameters. The error of linearizafion is reduced because orbit parameters change much more slowly than the position and velocity used in the cartesian coordinate. Simulations were made with both the cartesiane system and a system based on classical orbital parameters using extended Kalman filter under the same conditions for comparison. The results of comparison demonstrated high precision position determination of lunar satellite using this new m     

一种基于电磁轴承的控制力矩陀螺用非接触位移传感器设计

提出一种对高速转子轴心传移非接触测量的差动电感式传感器结构，分析了传统电桥检测电路的不足，设计了一种基于“比率脉宽”调制解调信号检测电路对测量误差进行补偿，在此基础上对所研制的传感器的静态，动态性能进行了测试，在控制力矩陀螺上进行初步试验，试验结果 表明：该传感器能满足航天器姿态控制关键执行部件长寿命电磁轴承高速转子轴心检测的性能要求。     

HALBACH磁体结构电动机及其与常规磁体结构电动机的比较研究(II)——无导磁铁心电机的对比研究及样机实验

在第I部分对比分析有铁心HALBACH磁体结构电动机和常规磁体结构电动机的基础上,对比研究两种磁体结构电动机的无铁心型式,其中包括定子无铁心和转子无铁心,并分别与有铁心电动机比较,分析了磁体厚度变化对两种磁体结构磁密分布及磁通大小的影响。最后给出样机电动机的试验结果。