赵志国，王 真，高 欣，戴 亮，张东宁

(1.中国国防科技信息中心，北京100036;2.中国电子科技集团公司第二十一研究所，上海200233)

0 引 言

随着航天技术的应用和发展以及空间机器人技术的发展完善，空间机械臂在太空探索和开发中发挥着越来越大的作用。空间机械臂在航天员移动工作平台系统、太空垃圾抓捕、辅助交会对接以及空间站建造等系统中有广泛的应用价值，其中空间机械臂的关节控制是空间机械臂系统的关键技术之。图1 为空间机械臂外形图。

图1 ETS-Ⅶ机械臂外形图

1 基本结构和原理

根据空间机械臂的关节控制系统应用需求，我们研制了一种永磁同步电动机伺服系统。该伺服系统具有较低的转矩脉动和较高的转矩输出能力，并在运行过程中具备优良的低速稳定性和高精度的定位能力，与此同时根据应用特性，伺服系统还应满足相应的体积与重量要求，以为模块化关节提供运动和动力输出。

1.1 机械臂中永磁同步伺服系统的结构

机械臂中电机主要结构形式如图2 所示。

图2 永磁同步电动机结构

该系统中电机采用分装式结构，磁路部分为径向磁路结构，电机通过过渡件与机械关节组装为一体，确保整个机械臂系统体积紧凑同时降低系统的重量。驱动器需要实现对于两个关节的永磁同步电动机的驱动任务，受限于驱动器的空间和功耗等要求，驱动器内部两关节控制器排布于一块电路板上。

1.2 主要工作原理

系统原理框图如图3 所示。……