刘宝玉 金 磊 贾英宏

北京航空航天大学宇航学院，北京 100191

谐波齿轮对大型SGCMG框架转速控制的影响分析

刘宝玉 金 磊 贾英宏

北京航空航天大学宇航学院，北京 100191

框架转速控制精度是影响大型单框架控制力矩陀螺(Single Gimbal Control Moment Gyroscope，SGCMG)输出力矩精度的重要因素。谐波齿轮是一种大传动比的减速装置，在大型SGCMG框架伺服系统中加装谐波齿轮提高框架电机的转速，有利于减小框架转速控制偏差。本文分析了大型SGCMG框架电机和谐波齿轮传动的特性，建立了带有谐波齿轮的大型SGCMG动力学模型。数值仿真结果表明加装谐波齿轮可明显改善大型SGCMG框架转速控制精度，特别是框架低速运行时的控制精度，提高大型SGCMG输出力矩精度;但加装谐波齿轮也给框架带来高频谐振。

谐波齿轮;SGCMG;框架伺服系统;建模

姿态稳定精度和姿态机动能力是航天器姿态控制的2个重要性能指标。相比其它执行机构，控制力矩陀螺(Control Moment Gyroscope，CMG)具有效率高、输出力矩大、带宽大和线性范围大的特点，是航天器重要的姿态控制执行机构，并得到广泛应用。框架伺服系统是CMG的重要组成部分，其转速控制精度是影响CMG输出力矩精度的重要因素［1-2］。SGCMG框架伺服系统由于其组成与结构特性而存在多种误差与扰动，如轴承摩擦，驱动电机力矩波动，框架轴向干扰等，这些误差与扰动影响SGCMG框架转速控制精度。在大型SGCMG框架电机与框架之间加装减速器，使框架电机运行在高速状态，有利于提高框架转速控制精度。与其它……