多源扰动下无位置传感器磁悬浮飞轮高精度输出力矩控制方法研究

项目名称： 多源扰动下无位置传感器磁悬浮飞轮高精度输出力矩控制方法研究

项目编号： No.61403015

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 周新秀

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 惯性执行机构的可靠性、寿命与功耗是制约航天器姿控系统的瓶颈。将无传感器驱动技术、磁悬浮支撑技术与无铁芯电机设计相融合可以突破这一瓶颈，然而如何实现其高精度力矩控制成为制约姿控系统性能的关键。本项目以无铁芯无位置传感器磁悬浮飞轮为研究对象，针对其电机无位置传感器、定子无铁芯、转子低凸极、存在跳动等特点，首次揭示变换器非线性、电机端部效应等因素对高频电机模型与位置跟踪稳定性的影响机理，解决低凸极电机低速转子位置无法检测的难题，实现无位置传感器电机可靠起动；继而设计新型小电感电机驱动系统，建立多源扰动下飞轮四象限运行精确数学模型，提出无铁芯电机电磁力矩脉动与多源扰动力矩抑制方法，实现飞轮四象限无脉动力矩输出；然后分析电机本体参数随转子中心位置变化的函数关系，提出频率幅值时变的谐波扰动抑制新方法，为磁悬浮电机研究提供理论依据，最终实现无铁芯无传感器磁悬浮惯性执行机构的高精度输出力矩控制。

中文关键词： 磁悬浮飞轮；无位置传感器电机；力矩脉动；不平衡转子；谐波扰动

英文摘要： Reliability, longevity, and power consumption are choke points that influence the application of the actuator. Assuming that if the sensorless motor driving technique, magnetic bearing, and coreless stator are combined in the actuator, the above problems

英文关键词： magnetically suspended flywheel；sensorless motor；torque ripple；unbalanced rotor；harmonic disturbance