反作用飛輪電模擬器設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、作為一種高精度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，反作用飛輪已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)中。在衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的地面電聯(lián)試過程中，通常采用反作用飛輪電模擬器來代替真實(shí)飛輪，在桌面聯(lián)試階段將飛輪電模擬器引入到測(cè)試系統(tǒng)，通過飛輪電模擬器模擬飛輪的電接口特性及運(yùn)動(dòng)特性，完成測(cè)試任務(wù)。與采用真實(shí)飛輪進(jìn)行地面試驗(yàn)相比，飛輪電模擬器具有經(jīng)濟(jì)性、可控性、無(wú)破壞性、可靠性等優(yōu)點(diǎn)，尤其是可以通過調(diào)整其內(nèi)部參數(shù)改變飛輪電模擬器的輸出特性，應(yīng)用于不同型號(hào)衛(wèi)星的地面測(cè)試中，提高飛輪電

2、模擬器的使用效率，降低成本。
　　本文研究的基于C8051F040微控制器芯片的飛輪電模擬器經(jīng)歷了總體方案設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、電模擬器測(cè)試等階段；實(shí)現(xiàn)了采集飛輪控制電壓、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算、輸出飛輪轉(zhuǎn)速脈沖及方向信號(hào)、輸出軸承溫度與電機(jī)電流遙測(cè)量、與動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)進(jìn)行總線(CAN、RS-232、RS-422)通訊等功能，性能滿足飛輪電模擬器研制的技術(shù)指標(biāo)要求，能夠參與衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的電聯(lián)試完成測(cè)試任務(wù)。
　　本

3、文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于反作用飛輪電模擬器的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的硬件在回路仿真應(yīng)用。進(jìn)行了衛(wèi)星姿態(tài)控制的閉環(huán)數(shù)學(xué)仿真；在數(shù)學(xué)仿真基礎(chǔ)上，通過RS-232串行總線將飛輪電模擬器引入到系統(tǒng)閉環(huán)中，實(shí)現(xiàn)了基于飛輪電模擬器的硬件在回路仿真。飛輪電模擬器與星載機(jī)下位機(jī)模擬器相連、下位機(jī)模擬器與PC機(jī)通過RS-232總線連接；PC機(jī)在Simulink環(huán)境下，通過S-Function調(diào)用MATLAB的Serial模塊與下位機(jī)通訊，通過串口輸出控制電壓并采集轉(zhuǎn)