空间站转位控制器设计

发布时间：2017-08-08 13:35

  本文关键词：空间站转位控制器设计

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【摘要】：本文以航天工程为背景,研究了一种以直流无刷电机为控制驱动对象,最终实现大型机构精确、可控的位置转变的控制驱动装置。考虑到大型空间飞行器质量惯量大以及空间环境下侧向对接难度的影响,在组建空间站系统时一般采用先进行轴向对接,后以准静态方式实现舱段在侧向的转位和再对接过程;这样能减轻偏心撞击导致的不利影响。本文的目的就是研究实现舱体侧向转位的控制系统。对于大载荷舱体的转位,针对其转位过程影响因素较多,需要在转位过程中完成舱体的高可靠、精确的实时控制。本文通过对转位时序的分析,提出了采用直流无刷电机霍尔位置反馈与转位机构旋变角度信息反馈相结合的方式对转位的整个过程进行实时控制的方案,确保在任务要求时间内平稳完成机构的转位。通过对冗余模式的分析,控制系统采用了三模冗余结合二乘二冗余结构表决器的冗余设计。在此基础上,提出了自动控制和手动控制两种工作模式提高任务可靠性,在自动控制模式出现故障情况下,具备转换到手动控制的功能,并且通过手控指令执行转位的流程。
【关键词】：转位 控制驱动 1553B 旋变 调速
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V476.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 前言15-18
• 1.1 背景15
• 1.2 国内外现状15-17
• 1.2.1 国外空间站转位机构技术现状15-16
• 1.2.2 国内空间站转位机构技术现状16-17
• 1.3 主要攻关验证内容17-18
• 第二章 转位控制方案18-40
• 2.1 研究目标18
• 2.2 转位任务需求18-21
• 2.3 转位时序21-24
• 2.4 反馈控制伺服系统24-28
• 2.4.1 霍尔式位置传感器26-27
• 2.4.2 旋转变压器27-28
• 2.5 冗余方案28-33
• 2.5.1 冷热双机备份29-30
• 2.5.2 双机热备份30
• 2.5.3 三模冗余30-31
• 2.5.4 表决器设计31-32
• 2.5.5 同步设计32-33
• 2.5.6 转位控制系统冗余方案33
• 2.6 工作模式分析33-39
• 2.6.1 自动控制模式34-36
• 2.6.2 手动控制模式36-39
• 2.7 本章小结39-40
• 第三章 基于旋变反馈的转位控制系统40-61
• 3.1 控制系统方案40-42
• 3.2 转位时序参数42-43
• 3.3 肩关节、腕关节旋变信号处理43-50
• 3.3.1 AD2S80A旋转数字转换器43
• 3.3.2 旋转变压器技术指标43-44
• 3.3.3 旋变电路设计44-48
• 3.3.4 旋变信号采集设计48-50
• 3.4 直流无刷电机调速控制50-57
• 3.4.1 直流无刷电机PWM调制方式50-51
• 3.4.2 直流无刷电机驱动模块51-52
• 3.4.3 直流无刷电机驱动电路52-53
• 3.4.4 调速控制要求53-54
• 3.4.5 调速控制方式54-57
• 3.5 1553B总线通讯57-60
• 3.5.1 1553B接口电路设计57-58
• 3.5.2 1553B总线芯片设置58-60
• 3.6 本章小结60-61
• 第四章 设计验证61-85
• 4.1 设计验证原则61
• 4.2 原理验证件技术状态61-65
• 4.3 测试状态65-66
• 4.4 1553B总线通讯验证专题66-72
• 4.4.1 接口电路66-67
• 4.4.2 协议芯片67-68
• 4.4.3 调试工作68-70
• 4.4.4 测试情况70-72
• 4.5 旋变信号处理验证专题72-74
• 4.5.1 旋变/数字转换器件72
• 4.5.2 调试工作72-73
• 4.5.3 测试情况73-74
• 4.6 电机调速技术验证专题74-80
• 4.6.1 接口电路74-75
• 4.6.2 调试工作75-76
• 4.6.3 测试情况76-80
• 4.7 原理验证件研制过程问题处理80-84
• 4.7.1 电机驱动电路问题80-82
• 4.7.2 旋变电路问题82-84
• 4.8 本章小结84-85
• 第五章 结束语85-86
• 5.1 主要工作与创新点85
• 5.2 后续研究工作85-86
• 参考文献86-88
• 致谢88-89
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文89

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3 ;世界上最小型的直流无刷电机[J];基础自动化;1998年01期

4 ;多功能永磁直流无刷电机[J];中国建设信息;2000年11期

5 王杰,朱红,齐蓉;一种应用数字实时控制的直流无刷电机系统的设计[J];中小型电机;2005年05期

6 许彦峰,孙汉旭,贾庆轩,席伟;直流无刷电机故障检测与诊断的仿真模型[J];振动、测试与诊断;2005年03期

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10 ;提高电动自行车的直流无刷电机控制功能[J];电子产品世界;2008年09期

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3 徐洪旗;舒超;刘勇;;直流无刷电机在家电领域的应用[A];中国土木工程学会燃气分会应用专业委员会、中国土木工程学会燃气分会燃气供热专业委员会2012年会论文集[C];2012年

4 骆建立;;一种高压直流无刷电机控制系统的设计[A];《IT时代周刊》论文专版（第300期）[C];2014年

5 华金晶;欧阳沁;朱颖心;李卉;;一种基于直流无刷电机控制的工位型个体化动态送风装置的研发与应用研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会学术文集[C];2010年

6 周毅;徐兴;徐德炳;;TMS320LF2407在低速小角度低电压直流无刷电机控制中的应用[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集（下册）[C];2004年

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5 成都 王强;GSG3PWM6-S/SN智能型直流无刷电机驱动芯片简介[N];电子报;2007年

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1 崔师;电动汽车用直流无刷驱动电机控制策略研究及控制器开发[D];山东理工大学;2012年

2 管建强;直流无刷电机无位置传感器控制系统的设计与实现[D];东南大学;2015年

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