隨著我國(guó)航天事業(yè)的飛速發(fā)展,高性能的飛輪調(diào)速系統(tǒng)作為航天器姿態(tài)控制的常用執(zhí)行機(jī)構(gòu)已然成為研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。采用無(wú)鐵心低感無(wú)刷直流電機(jī)替代傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)子,能夠使飛輪調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速范圍、性能與效率得到提高,具有廣闊的發(fā)展前景。本文針對(duì)飛輪調(diào)速系統(tǒng)的項(xiàng)目需求,通過(guò)對(duì)低感無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)策略和飛輪寬調(diào)速系統(tǒng)鎖相環(huán)回路的研究與分析,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了飛輪用低感無(wú)刷直流電機(jī)寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。首先,本文對(duì)研究控制對(duì)象——飛輪調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了建模與分析。在介紹其基本結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)中的低感無(wú)刷直流電機(jī)為重點(diǎn)對(duì)飛輪調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模研究,并建立了基于Simulink的飛輪調(diào)速系統(tǒng)仿真模型。針對(duì)飛輪調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的繞組電流波動(dòng)進(jìn)行了理論分析,確定了針對(duì)低感無(wú)刷直流電機(jī)的三種改進(jìn)驅(qū)動(dòng)策略的方向。其次,對(duì)低感無(wú)刷直流電機(jī)提出了三種改進(jìn)驅(qū)動(dòng)策略,在仿真分析、驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,提出了結(jié)合三種策略?xún)?yōu)勢(shì)的新型驅(qū)動(dòng)方案。針對(duì)PWM倍頻調(diào)制策略闡釋了其基本原理,并進(jìn)行了仿真建模,證明了該策略能獲得更小的繞組電流紋波和電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),并指出了倍頻調(diào)制策略?xún)?yōu)缺點(diǎn)與其適用范圍。針對(duì)基于超前角控制的串入電感驅(qū)動(dòng)策略,在仿... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義與目的
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 飛輪調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展與研究綜述
        1.2.2 低感無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)策略的研究綜述
    1.3 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 飛輪調(diào)速系統(tǒng)建模與分析
    2.1 引言
    2.2 飛輪調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理
    2.3 飛輪調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
    2.4 飛輪調(diào)速系統(tǒng)仿真模型構(gòu)建
    2.5 飛輪調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 低感無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)策略研究
    3.1 引言
    3.2 PWM倍頻調(diào)制策略
        3.2.1 PWM倍頻調(diào)制策略實(shí)現(xiàn)原理
        3.2.2 PWM倍頻調(diào)制策略仿真與分析
    3.3 基于超前角控制的串入電感驅(qū)動(dòng)策略
        3.3.1 基于超前角控制的串入電感驅(qū)動(dòng)策略原理
        3.3.2 基于超前角控制的串入電感驅(qū)動(dòng)策略仿真分析
    3.4 可調(diào)直流母線(xiàn)電壓驅(qū)動(dòng)策略
        3.4.1 可調(diào)直流母線(xiàn)電壓驅(qū)動(dòng)策略原理
        3.4.2 可調(diào)直流母線(xiàn)電壓驅(qū)動(dòng)策略設(shè)計(jì)與仿真
    3.5 低感無(wú)刷直流電機(jī)新型驅(qū)動(dòng)方案
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于鎖相環(huán)的飛輪寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 二型鎖相環(huán)與三型鎖相環(huán)建模分析
    4.3 基于鎖相環(huán)的飛輪寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.4 基于鎖相環(huán)的飛輪寬調(diào)速系統(tǒng)仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 飛輪用低感無(wú)刷直流電機(jī)寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析
    5.1 引言
    5.2 飛輪用低感無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)硬件電路設(shè)計(jì)
        5.2.1 供電電路設(shè)計(jì)
        5.2.2 雙級(jí)閉環(huán)可調(diào)直流母線(xiàn)電壓電路設(shè)計(jì)
        5.2.3 飛輪電機(jī)電流采樣與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        5.2.4 飛輪電機(jī)保護(hù)電路設(shè)計(jì)
        5.2.5 FPGA與配置電路設(shè)計(jì)
    5.3 飛輪用低感無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 基于FPGA的霍爾轉(zhuǎn)子位置預(yù)估算法
        5.3.2 鎖相環(huán)控制算法實(shí)現(xiàn)
    5.4 飛輪用低感無(wú)刷直流電機(jī)寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)GEO航天器總體綜合優(yōu)化技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳余軍,王敏,劉波.  宇航總體技術(shù). 2018(03)
[2]基于Simulink的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)仿真研究[J]. 孟姍,張學(xué)鋒.  智慧工廠. 2017(02)
[3]采用變速控制力矩陀螺的航天器姿態(tài)跟蹤研究[J]. 賈飛蕾,徐偉,李恒年,侯黎強(qiáng),張智斌.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]可調(diào)直流母線(xiàn)電壓永磁電機(jī)矢量控制策略[J]. 王明渝,肖達(dá)正.  重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(11)
[5]無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制[J]. 劉國(guó)海,金鵬,魏海峰.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2010(08)
[6]姿控飛輪變結(jié)構(gòu)變速積分控制的實(shí)現(xiàn)[J]. 武俊峰,吳一輝,安靜,白越,黎海文,宣明.  光學(xué)精密工程. 2010(01)
[7]基于MATLAB/SIMULINK實(shí)現(xiàn)SVPWM算法仿真[J]. 佘艷.  科教文匯(中旬刊). 2009(10)
[8]方波無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的倍頻PWM控制方法[J]. 湯平華,廖志輝,李鐵才.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2009(03)
[9]磁懸浮反作用飛輪用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉剛,李建科.  微電機(jī). 2008(01)
[10]反作用飛輪內(nèi)干擾抑制方法研究[J]. 尹秋巖,趙健康,戴金海.  電子與信息學(xué)報(bào). 2007(06)

博士論文
[1]電動(dòng)汽車(chē)輪轂用盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的控制策略研究[D]. 王曉光.天津大學(xué) 2014

碩士論文
[1]永磁無(wú)刷直流電機(jī)換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制策略的研究[D]. 賈玉鵬.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]一種微小型反作用飛輪控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 姜寧翔.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]調(diào)速飛輪系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)與控制實(shí)現(xiàn)[D]. 張超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]飛輪調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)及控制實(shí)現(xiàn)[D]. 徐春雷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]磁懸浮飛輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 高健.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[6]飛輪控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 于翠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[7]基于DSP的盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)[D]. 宋鵬.天津大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3185570