商用卫星姿控反作用飞轮控制系统设计与实现

作者：孔令波; 陈茂胜^*; 曲云昭; 胡冰; 于跃; 邹吉炜

来源：电子测量与仪器学报, 2019, 33(12): 167-172.

DOI：10.13382/j.jemi.B1902283

• 线性扩张状态观测器(LESO)
• 飞轮
• 高可靠
• 低成本

针对商用小卫星平台的高性能、高可靠、低成本的需求,开展了卫星姿控反作用飞轮控制系统设计。针对飞轮控制性能受轴承摩擦、模型不确定度以及霍尔传感器测速精度差等因素影响的问题,采用了线性扩张状态观测器(LESO)对飞轮转子速度、扰动力矩进行实时估计、实时补偿,使飞轮控制性能得到改善。开展了反作用飞轮控制系统高可靠性设计技术研究,提出了商用卫星飞轮产品高可靠、低成本设计方法。实验结果显示,采用LESO补偿算法后,速度稳态精度(3σ)约0.028 6 r/min,输出力矩从1.67变为3 mN·m,RMS误差从1.337 7降为0.078 6 mN·m,且不受转速变化影响。所设计的反作用飞轮控制系统具有良好的控制性能和可靠性,对商用卫星姿控反作用飞轮的低成本设计具有积极意义。

• 单位
  长光卫星技术有限公司; 中国科学院大学; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所