王　灿，唐国元，黄道敏

(1.华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074；2.武汉空军预警学院，湖北 武汉 430010)

Design of Control Moment Gyro Control System Based on Integrated Circuit

WANG Can1，TANG Guoyuan1，HUANG Daomin2

(1.School of Naval Architecture and Ocean Engineering，Huazhong University of Science and Technology，

Wuhan 430074，China；2.Air Force Early Warning Academy，Wuhan 430010，China)



基于集成电路的控制力矩陀螺控制系统设计

王灿1，唐国元1，黄道敏2

(1.华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074；2.武汉空军预警学院，湖北 武汉 430010)

Design of Control Moment Gyro Control System Based on Integrated Circuit

WANG Can1，TANG Guoyuan1，HUANG Daomin2

(1.School of Naval Architecture and Ocean Engineering，Huazhong University of Science and Technology，

Wuhan 430074，China；2.Air Force Early Warning Academy，Wuhan 430010，China)

摘要：控制力矩陀螺(CMG)作为姿态控制执行机构，相比于传统控制方法有诸多优势，同样也对机电控制系统有更高的性能要求。提出了一种基于MC33035、L298N和STC12C5A60S2等集成电路的CMG控制系统，介绍了系统构成，分析并设计系统各部分硬件电路及相应软件。通过该系统实现了对CMG的有效控制，并给出测试波形及实验结果。

关键词：控制力矩陀螺；MC33035；L298N；STC单片机

0　引言

卫星等航天器广泛采用CMG作为姿态控制执行机构，应用时间久，技术成熟。控制力矩陀螺能够连续光滑地输出力矩，用于姿态控制，具有高精度、高稳定性控制和零回转半径等优点。此外，CMG是内部驱动机构，不会破坏控制对象外形的完整，且输出直接作用于控制对象。这些优点极大地扩展了CMG的应用领域，如用作水下航行体姿态控制执行机构。CMG是内部驱动机构，相比于目前传统的水下航行体姿态控制方式有许多优势。CMG包含在航行体里面，不破坏航行体外形的完整性，也不与恶劣的水下环境相接触[1]。目前，关于CMG应用于水下航行体的应用研究比较少，且大都停留在理论研究与实验阶段。

控制力矩陀螺有不同类型，空间构型方式更是多样。按照框架类型分为单框架(SG)和双框架(DG)，常见的空间构型有金字塔型、四棱锥型和五棱锥型等。……