动基座下双框架MSCMG磁轴承系统稳定性研究

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雅宝题库解析：
双框架磁悬浮控制力矩陀螺（Double Gimbal Magnetically Suspended Control Moment Gyroscope）具有长寿命、综合效益好等突出优势，但航天器快速机动时，航天器及双框架MSCMG的内外框架系统的转动均导致磁悬浮高速转子产生一定的牵连运动，影响磁轴承系统的稳定性，同时使输出力矩精度下降，从而严重影响航天器姿态控制的精度。磁轴承系统的稳定性控制是双框架MSCMG控制系统的关键技术。本文以提高磁悬浮高速转子的稳定性为目标，针对航天器机动时双框架MSCMG研究中影响磁轴承系统稳定性题目进行研究，完成的主要研究工作如下：    （1）针对航天器机动时双框架MSCMG高速转子、内框架、外框架及航天器之间存在复杂强耦合力矩的题目，采用牛顿欧拉法建立了各刚体部件的动力学模型，并对其耦合特性进行了分析，为全文逐步深入的研究提供了动力学模型和控制系统模型的基础。    （2）以航天器机动时双框架MSCMG为研究对象，分析了四个单体间的非线性耦合特性，提出了基于复合控制的双框架MSCMG控制系统的力矩补偿控制方法，并重点介绍了磁轴承系统的力矩补偿控制，以提高磁轴承系统的稳定性。    （3）建立了两种陀螺群构型下双框架MSCMGs的力矩方程，并分析了基于双框架MSCMG的带零运动伪逆操纵律，在此基础上对基于双框架MSCMGs的航天器姿态机动控制进行了仿真，验证了磁轴承系统的力矩补偿控制能有效地抑制干扰力矩的影响。    （4）为了在动基座和动框架下对双框架MSCMG磁轴承系统稳定性进行测试和验证，对基于气浮台的双框架MSCMG磁轴承系统稳定性进行了实验分析，然后对磁轴承系统的力矩补偿控制进行了实验验证。