磁悬浮控制力矩陀螺转子不平衡振动抑制方法实验研究

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雅宝题库解析：
磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetic Suspended Control Moment Gyroscope)采用磁轴承替代传统的滚珠轴承，从根本上消除了MSCMG转子与定子间的机械摩擦，具有高转速、高精度、长寿命的优点，被认为是航天器的理想姿态控制执行机构。同其它高速旋转机械轴承一样，磁轴承支撑的转子在运转过程中也存在不平衡振动题目。该不平衡振动会通过基座传递到航天器上引起航天器的振动。本文针对MSCMG磁轴承-转子系统的不平衡振动提出了抑制方法并进行了相关的实验研究。本文进行了以下几个方面的研究：（1）介绍了MSCMG磁轴承-转子系统的工作原理和不平衡振动产生的原因，建立了含有不平衡扰动的磁轴承-转子模型，为进一步进行不平衡振动抑制方法的研究提供了理论依据。（2）利用自对中效应，在MSCMG转子高速旋转时使用基于LMS算法的惯性主轴辨识方法辨识当前转子的惯性主轴，然后将辨识出的惯性主轴作为磁轴承控制的给定平衡位置，使转子围绕惯性轴旋转，此时磁轴承控制电流中已不含有同频分量，去除了由其产生的转子的同频不平衡振动力。在惯性主轴校正的基础上加入位移刚度前馈补偿，对由于位移刚度产生的轴承力中的同频分量进行补偿，去除了由其产生的不平衡振动力，至此完全消除了转子的不平衡振动。（3）编写了基于Visual C++的串口通信上位机控制程序，搭建了基于单框架MSCMG的实验平台，对不平衡振动抑制方法进行实验验证。实验结果表明，在转子转速12000转/分时不平衡振动抑制方法可使转子的不平衡振动降低为原来的1.74%，解决了MSCMG的不平衡振动控制题目。