集成化储能与姿态控制系统中飞轮高精度测速方法

针对集成化储能与姿态控制系统中飞轮速度测量要求范围宽、精度高的特点,从误差分析的角度提出了一种速度测量方法.该方法在低速阶段测量多个完整飞轮转速脉冲信号所用时间,跨越转速分界点进入高速阶段后,测量一定时间内飞轮转速脉冲信号个数.为了验证该测量方法的可行性,文中以Agilent公司生产的高精度信号发生器及信号计数器为基准对该系统进行了速度测量实验,并对实验结果进行了分析.结果表明,该系统具有测速精度高,测量范围宽的优点,完全能够满足集成化飞轮储能与姿态控制系统测速精度的要求.     

精密直流电机转速测量

为了提高电机转速测量的精度,在分析传统的频率法和周期法测量电机转速的基础上,提出了一种在宽范围内测量精度都比较高的直流电机转速测量方法,即截断法测速。截断法使用dsPIC33FJ256MC710F单片机和倍频电路在等周期内测量光栅脉冲数的基础上,对脉冲的截断误差进行测量,能够有效提高光栅脉冲的测量精度并且控制简单容易实现,试验结果表明,截断法测速的精度可以达到20×10-6。     

通用电机转速测速卡的设计

介绍了一种测量电机转速的通用测速控制卡,给出电路的硬件结构和相应的测试软件。这种测速卡具有测速范围宽、测速精度高、稳定性好、编程简单等特点,可广泛应用于各种计算机控制系统中对电机转速的测量。     

通用电机转速测速卡的设计

介绍了一种测量电机转速的通用测速控制卡,给出电路的硬件结构和相应的测试软件.这种测速卡具有测速范围宽、测速精度高、稳定性好、编程简单等特点,可广泛应用于各种计算机控制系统中对电机转速的测量.     

轮胎转鼓试验机转速自适应测量方法研究

通过研究基于光电编码器输出脉冲信号的两种常用转速测量方法,在分析多倍周期法测量精度的基础上,提出了一种转速自适应测量方法,在整个速度范围内可以获得较高的测量精度.设计了基于MSP430F149单片机的转速自适应测试系统的总体结构,具体阐述了测试系统的硬件组成和自适应方法的软件实现.实现了轮胎转鼓试验机转速的自适应测量.     

PLC在电机转速测量中的应用

针对电机的转速测量,提出基于PLC的数字测速方法,即使用光电编码器作为脉冲发生器,利用PLC的高速计数器捕捉光电编码器产生的脉冲数,然后采用定时中断控制时间间隔,再根据M法测速原理,由PLC实时计算电机转速。实践表明,该数字测速方法实时性好、精度高,可用于需要精确控制电机转速的场合。     

光敏Z-元件转速测量系统的研究

为了对转动装置的转速进行实时检测,研制出一种光敏Z-元件转速测量系统.应用光敏Z-元件设计了一种新型转速传感器,并利用该传感器构建了由转速采集、数据处理和数据显示等电路模块组成的测速系统电路.系统程序设计中采用分段采样法对计数误差进行修正,提高了转速测量系统的精确度.由于光敏Z-元件的特殊性质,测速系统具有精度高、响应速度快等特点.     

微型反作用飞轮速度估计与控制策略研究

为了满足皮纳卫星、立方星的姿态控制精度要求,提高微型反作用飞轮控制精度,基于开关式霍尔元件,设计测速与控制总体方案,提出一种将变分频T法与带速度切换迟滞环的滑动均值滤波相结合的速度估计方法,提高测速精度,并采用积分分离的离散PID算法防止控制饱和.结果表明:速度控制的最大误差≤1.5%,平均误差≤0.4‰,误差方差≈0.25.2016年6月25日,该飞轮随世界首颗12U立方星"翱翔之星"搭载"长征7号"发射入轨,实现卫星三轴稳定,在轨服役99d直到卫星坠入大气层,圆满完成任务.地面测试与在轨运行结果表明,所采用的方案有效可行,速度估计与控制算法能够满足卫星姿态控制系统的任务需求.     

曳光弹速度光幕靶测量算法研究

针对常规光幕靶不能测试曳光弹速度的问题,提出了一种速度测量算法.该方法配合光电互补传感器的光幕靶与数据采集系统,通过对光幕靶输出的曳光和弹体信号进行特征值分析,采用对比和广义相关算法精确计算出弹丸的飞行时间.实弹试验表明,设计的算法可以实现曳光弹测速,也可以实现常规弹测速,在曳光不稳定时也能够测出速度,并能识别有无曳光.测量精度满足靶场对曳光弹测速要求.     

双功能飞轮控制方法的研究

针对双功能飞轮系统在能量存储与姿态调整的过程中,飞轮电机一体化单元模型参数变化较大、难于控制等问题,提出一种积分分离式分段PID复合控制算法。该方法在系统开始调节时采用PD控制,当系统姿态调整接近稳态值时,再引入积分环节,通过积分环节的引入消除系统静差,同时考虑系统在不同控制电压范围内数学模型不同的特点,调节系统模型参数,从而实现系统储能的同时完成高精度姿态控制。初步实验结果表明,采用该算法在储能与姿态调整过程中,系统姿态控制精度达到了1°,折算到百公斤级卫星,其控制精度可达1.2′。     

复合材料高速储能飞轮强度极限转速的确定

从复合材料的强度准则出发，提出了高速储能飞轮的强度条件，并结合有限元分析和优化设计思想，建立了基于强度的飞极限转速的数学模型，给出了相应的计算方法，作为算例，运用该方法计算了混合动力汽车飞轮电池中典型复合材料飞轮的极限转速，得到了相应的应力分布，为飞轮的设计开发提供了有效的研究手段。     

一种用于UPS的大功率飞轮储能系统研究

设计了一种用于UPS的飞轮储能系统,简述了其系统结构,研究了高速飞轮充放电的控制策略．飞轮储能系统主要由高性能DSP、功率智能模块IPM组成控制系统,以PWM整流和PWM逆变电路组成实时控制充电主电路,采用空间电压矢量脉宽调制的控制方案;放电主电路采用PWM整流、直流升降压电路组成．充电时采用速度-电流-电压三闭环反馈控制,放电时采用电压-电流双闭环反馈控制．对飞轮电池充放电过程进行了仿真,仿真结果表明该系统具有良好稳态性能和动态调节特性．     

开关磁阻变速恒压发电控制研究

在matlab／simulink中对一台三相12／8极开关磁阻发电机的变速恒压工作情况进行了建模仿真,通过SRMFEM建立了开关磁阻发电机非线性本体模型,这在一定程度上保证了仿真结果的准确性在自励发电模式下,通过对电压、电流的两点式闭环,探讨了变速恒压情况下开关磁阻发电机的动静态响应．仿真结果表明：开关磁阻发电系统在变速的情况下依然有很不错的发电特性．但是,在仿真结果中,同样也可以发现,因为开关磁阻发电机是一个多变量、强耦合的非线性系统,在能量转换的过程中,虽然有滤波电容的平波作用,输出直流电压的脉动还是无法避免,在一些应用要求较高的场合,须在动态响应和发电质量两者之间权衡优化控制策略及相关拓扑电路的设计是下一步研究的问题．     

应用有限元法分析碳纤维复合飞轮强度

针对碳纤维/环氧复合材料具有的各向异性的特点,分别采用弹性力学的解析法和有限元法对集成化储能系统中的碳纤维复合转子进行了强度分析,给出了碳纤维复合转子强度计算的解析公式,对有限元法在该问题中的应用进行了详细说明。文中最后对比了二者在应用中的差异,并提出了采用密度小、弹性模量低的材料做轴或在轴与飞轮之间添加弹性层,可以提高飞轮转速,最大限度地利用碳纤维增强复合材料的优良性能这一优化设计思想。     

催化主风机组状态系统振动数据采集算法方案

催化主风机组的状态监测可以保证机组正常运行 ,也可以作为故障诊断的依据。等角度间隔具有采集精度高、分辨能力强和适合于现场数据采集的特点。等角度间隔数据采集关键是系统中转速信号和周期的精确测量 ,也就是脉冲周期预测算法和以此为基础的同步整周期采样。转速测量算法分为平均速度测量法和周期测量法 ,后者具有较高的精度和较小的误差 ,但在高转速下精度稍有下降。这样 ,可以转速信号相位为基础实现同步整周期的采样。采用的是微处理器配合数字纯电路的纯数字方案 ,具有响应快、精度高、可程序控制、锁定范围广的特点     

姿控、储能飞轮用永磁无刷直流电动机的参数计算

姿控、储能飞轮用无刷直流电动机具有大有效气隙、大径长比的结构特点 .分别对其气隙磁通密度沿周向和轴向的分布进行了分析研究 ,提出了该种电动机所特有的等效漏磁系数和等效气隙磁通密度计算系数的概念和计算方法 .样机的试验结果表明 ,用这一方法计算的电动机设计参数具有足够的精度 ,能够满足工程实际需要     

改进的M法转速测量

针对电机低速时M法转速测量在检测周期内所记录的脉冲数较少导致相对误差较大以致无法保证测量精度的问题,采用一种改进的M法进行测速。分析M法的测速原理,总结出M法不适合高速以外的范围,并且速度越低,其测量精度越低。所采用的基于速度预估的M法测速能在电机高速转动时不失M法的实时性,同时在高速以外的速度范围能够保持与高速相同的测量精度。电机转速测量实验中,改进的M法具有很好的应用,测量精度能够达到M法测量精度的10倍。     

基于聚类变异PSO优化的VSCMGs模糊平滑切换算法

针对变速控制力矩陀螺（variable speed control moment gyro,VSCMG）作为执行机构应用在敏捷遥感卫星上进行姿态机动时末端模式切换的平稳性和快速性冲突问题,在考虑框架转速误差的基础上,设计姿态误差参数作为切换指标,制定误差参数切换区域内的过渡规则,将指令力矩实时分配给控制力矩陀螺（control moment gyro,CMG）和飞轮并分别求解,提出了一种控制力矩陀螺/反作用飞轮工作模式模糊平滑切换操纵律。为了使得姿态机动末端卫星姿态达到姿态稳定度和指向精度要求的时间更短,以该时间为优化指标提出聚类变异改进粒子群算法对该操纵律参数寻优,确定最佳的切换区域和切换参数,并进行了仿真验证。结果表明:改进后粒子群算法在相同的迭代次数中总是表现出比传统粒子群算法更优的适应度,具有更快的收敛速度和更高的收敛精度,参数优化后的模糊平滑切换操纵律相比于现有操纵律能够在较短时间内完成双模式的平滑切换,并在姿态机动末端更迅速地达到姿态稳定度和指向精度要求,提高了遥感卫星敏捷机动与高稳指向的控制性能,有利于高质量完成成像任务。     

A comparing design of satellite attitude control system based on reaction wheel

The disturbance caused by the reaction wheel with a current controller greatly influences the accuracy and stability of the satellite attitude control system. To solve this problem, the idea of speed feedback compensation control reaction wheel is put forward. This paper introduces the comparison on design and performance of two satellite attitude control systems, which are separately based on the current control reaction wheel and the speed feedback compensation control reaction wheel. Analysis shows that the speed feedback compensation con- trol flywheel system may effectively suppress the torque fluctuation. Simulation results indicate that the satellite attitude control system with the speed feedback compensation control flywheel has improved performance.