张 雪，魏大忠，周大宁

（北京控制工程研究所，北京 100190）

一种高性能控制力矩陀螺框架控制方法的仿真研究

张 雪，魏大忠，周大宁

（北京控制工程研究所，北京 100190）

由控制力矩陀螺群构成的姿态控制系统是目前敏捷卫星实现姿态快速机动和精确控制的最佳选择，而低速框架的控制精度、响应速度与稳定性直接决定了控制力矩陀螺的工作性能.针对敏捷卫星对控制力矩陀螺工作性能的高要求，本文提出了一种框架的高性能控制方案——基于永磁同步电机及磁场定向控制算法，并结合框架角速度观测器的直接驱动控制方案.在框架角速度极低时，为解决角度传感器的分辨率无法满足控制精度要求的问题，引入Luenberger状态观测器获得框架角速度的观测值，并将该观测值引入框架角速度闭环控制系统.理论分析、仿真实验的结果证明了该方案的有效性.随后，针对电机参数漂移对观测值的影响进行了仿真分析，仿真结果证明了基于观测器的角速度闭环控制系统的鲁棒性.

控制力矩陀螺；框架；永磁同步电机；观测器

目前，控制力矩陀螺构型系统是实现敏捷卫星 姿态快速机动和高精度控制的最佳方案.为实现控制力矩陀螺高精度快速输出力矩的目标，应对框架系统进行高性能驱动控制.

控制力矩陀螺的研制中，常用的框架驱动方案包括间接驱动方案和直接驱动方案两种.比较而言，直接驱动方案的框架控制系统实现难度较……