雅宝题库解析：
控制力矩陀螺(Control Moment Gyroscope)是航天器姿态控制的重要执行机构。相比机械控制力矩陀螺，磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetic Suspended Control Moment Gyroscope)具有高精度、长寿命的优点。CMG力矩输出的精度跟电机转速稳定度和框架伺服系统的精度有关，本文采用基于DSP和FPGA的控制平台，使用锁相环对电机进行控制，达到了较高的速率稳定度，同时满足了项目工程化的需求。 本课题结合国家民用航天科研专项重点项目，针对MSCMG高速无刷直流电机快速锁相控制，主要进行了以下几个方面的研究：（1）介绍了MSCMG高速无刷直流电机的工作原理并建立了数学模型，为进一步研究高速无刷直流电机控制方法提供了理论依据。（2）设计了符合航天器件标准的工程化高速电机电路控制系统。系统以DSP（TMS320C31）做为运算器，以FPGA（EPF10K40）作为控制器，使用C语言进行浮点乘法的运算和CAN总线通信系统的设计，使用VHDL硬件描述语言构建各控制模块实现对外围器件的控制。完成了基于Visual C++的CAN总线通信上位机的编写，并实现了DSP外扩EEPROM芯片的在线编程。（3）将锁相环引入高速无刷直流电机的控制并使用霍尔位置传感器代替光电码盘进行电机锁相控制。提出了一种新型的数字式鉴频鉴相器，对其基本原理进行了介绍，并基于FPGA进行了设计实现。使用电流控制振荡器（CCO）代替常用的压控振荡器（VCO），对绕组电流进行反馈控制，提高了系统的动态响应。分析电机锁相控制环路锁定时的稳定性和锁相捕获的方法并通过实验方法确定误差带。最后通过实验验证数字式鉴频鉴相器和双模控制系统的正确性和有效性。
发表于 2024-1-21 14:57:06
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