魏彤，沈繁呈

(1. 北京航空航天大学 惯性技术重点实验室，北京 100191；2. 新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室，北京 100191)

控制力矩陀螺(Control Moment Gyro，CMG)是航天器进行姿态控制的关键执行机构[1]。与机械轴承相比，磁轴承具有无机械磨损、无需润滑、电磁力可控等优点，基于磁轴承支承高速转子的磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically Suspended Control Moment Gyro, MSCMG)具有高精度、高稳定性和长寿命的突出优点。然而该转子系统是一个多变量、非线性且强耦合的复杂系统，在电流和位移大幅变化的条件下，径向电磁力的非线性和陀螺效应耦合特性很强，影响系统的稳定性[2]，因此实现磁悬浮转子系统的解耦控制非常重要。

目前常用的解耦控制方法主要分为智能解耦算法与线性化解耦算法，前者主要包括神经网络解耦算法[3]、模糊解耦算法[4]、滑模解耦算法[5]等，但其需要较大的计算机资源配置，控制器设计复杂。线性化解耦方法主要包括微分几何方法[6]和逆系统方法[7]。微分几何方法虽然可以实现系统的动态解耦，但需将问题变换到几何域中讨论，且使用的数学工具复杂、抽象，系统模型受放射非线性形式的限制[8]。逆系统方法是近年来针对复杂非线性系统提出的一种常用的大范围线性化方法, 具有物理概念清晰、直观,数学分析简单明了、易于理解等优点，在线性化的过程中包含了原模型的所有项，因此克服了小范围线性化方法的缺点[9]。

文中针对MSCMG径向磁悬浮转子系统的强非线性、强陀螺效应耦合对系统稳定性的影响，提出了考虑功放环节的α逆系统结合滑模控制器的解耦控制方法，并对其进行仿真分析，从而验证该方法的解耦效果和鲁棒性。……