基于BM3803的MSFW磁轴承控制器研究

admin · 发表于 2024-1-22 08:38:42

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磁悬浮飞轮（MSFW）具有长寿命、微振动、高精度等特点，是新一代航天器理想的高精度姿控执行机构。磁轴承是磁悬浮飞轮的核心部件，其闭环控制系统主要由位移传感器、控制器和功率放大器三部分组成。磁轴承控制器通常分为模拟控制器和数字控制器，数字控制器相对模拟控制器具有体积小、功耗低、可以实现复杂控制策略的优点，是磁轴承控制器的发展主流。本文结合民用航天科研专项，以空间磁悬浮飞轮为研究对象，针对其对磁轴承控制系统的高可靠性、小体积、低功耗等方面的要求，对数字控制器开展研究，进行了理论分析和实验系统的搭建和验证，主要的研究工作包括： 1、对以往国内外采用的磁轴承控制器方案进行了总结归纳，从理论上分析了我国自主研制生产的SPARC V8构架空间处理器BM3803用于磁轴承控制器的可能性及其相较以往控制器方案的优越性。2、提出了一种基于SPARC V8构架处理器BM3803+FPGA的磁轴承数字控制器的方案，并搭建了实验平台测试了此方案的实际性能。实验结果表明，基于BM3803+FPGA的磁轴承控制器方案可行，并可以实现较好的控制性能。3、针对空间应用对磁轴承控制器体积、功耗和可靠性方面的要求，提出了一磁悬浮飞轮用电机-磁轴承一体化的控制器解决方案，能够很大程度上减小控制系统体积、降低控制系统功耗、提高控制系统的可靠性。本文搭建的新型磁轴承数字控制系统的稳定性和可靠性有一定提高，对磁悬浮飞轮的工程化研究和空间应用具有重要的意义。

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