论文摘要：基于DSP数字控制的MSCMG框架伺服系统研究

本论文以“863”国家高新技术领域项目为背景，进行了磁悬浮控制力矩陀螺中框架伺服系统的研究，旨在提高框架角速率的精度和响应速度，从而提高磁悬浮控制力矩陀螺输出力矩的精度，对许多卫星平台的高精度姿态控制和快速机动具有非常重要的意义。根据磁悬浮控制力矩陀螺框架角速率的高精度控制要求，提出了一种基于DSP的数字控制方案，设计了PID三环控制器、对电流和角位移进行精确采样的检测回路、PWM驱动电路和进行通信的串口电路等，采用速度前馈和加速度前馈控制方法，提高了系统的快速跟踪能力。在所完成的硬件数字控制平台上，利用CCS集成开发环境，采用定时器中断处理方式编制了包括电流环、速率环和位置环在内的PID软件控制算法，前馈控制算法和框架角速率的测试程序，通过磁悬浮控制力矩陀螺系统的测试和试验，验证了算法的有效性，取得了满意的控制效果。为了减小磁轴承转子对框架的影响，采取了零力幅的控制策略，设计并实现了转子位移的同频陷波器，并对转子的同频位移力进行了电流刚度补偿，实现了磁轴承转子的同频振动的有效抑制，为高精度框架伺服控制奠定了良好的基础。最后，对整个的框架伺服系统进行了测试，测试结果表明：框架角速率的精度和平稳度都达到了设计要求，且系统具有较快的响应速度。