磁悬浮飞轮不平衡振动控制方法与试验研究.pdfVIP

学兔兔 第 46卷第 12期 机 械 工 程 学 报 Vb1．46 NO．12 2010 年 6 月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Jun． 2010 DoI：1O．39Ol，JME．2010．12．188 磁悬浮飞轮不平衡振动控制方法与试验研究水 刘 彬 房建成 刘 刚 樊亚洪 (北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室 北京 100191) 摘要：针对磁悬浮飞轮不平衡振动会造成飞轮系统的同频扰动，影响卫星姿态控制精度与卫星载荷精度的问题 提出一种开 环轴承力补偿的磁悬浮飞轮不平衡振动控制方法。将抑制轴承力中的同频量作为控制 目标，通过建立含有不平衡量的磁悬浮 飞轮系统动力学模型，分析刚性转子不平衡量的特性，在 自适应陷波器基础上，加入位移刚度力补偿机构、开闭环控制和位 移刚度力补偿控制两个作用开关，在整个转速范围内对轴承力中的同频量进行抑制。本方法特别适合磁悬浮飞轮输出姿态控 制力矩时频繁穿越临界转速的特点，尤其适合磁悬浮反作用飞轮的应用。仿真分析和试验结果表明，本方法在整个转速范围 内对飞轮转子的不平衡振动起到很好的抑制效果。 关键词：磁悬浮飞轮 磁轴承 不平衡振动 主动振动控制 中图分类号：V448．22 UnbalanceVibrationControlandExperimentResearchof M agneticallySuspendedFlywheels LIU Bin FANG Jiancheng LIU Gang FAN Yahong (NovelInertialInsmmaent＆NavigationSystemTechnologyKeyLaboratoryofFundamentalScience forNationalDefense，BeihangUniversity,Beijing100191) Abstract：Rotorimbalancecanleadtosynchronousdisturbancesofmagneticallysuspendedflywheel(MSFW)，andreducethe attitudecontrolaccuracy andtheloadaccuracy ofspacecratts．Anopen-loopbearingforcecompensationmethodisproposedto attenuatetheunbalnacevibration．Theconrtolgoalistoinhibitthesynchronoussectionofbearingforces，thedynamicsofrotorisset up，and thecharactersofrigid rotorimbalnacearena alyzed．A displacementstiffnessforcecompensationmechanism nad two switchesfor6penandclosedloopcontrolanddisplacementstiffnessforcecompensationconrtolareaddedtotheadaptivenotchfilter to inhibittheunbalancevibration ofbearingforces．Themethod issuitable fortheMSFW prope rtyofcrossing criticalspeed frequently,especiallyofrmagneticallysuspendedreactionwheel(MSRW)．Simulmionandexperimentresultsdemonstratethatthe methodhasg0odinhibitoryeffectontheunb