[发明专利]一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法

摘要

一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法，涉及转子的倾侧振动控制领域。本发为了解决针对陀螺飞轮三自由度挠性支撑转子沿赤道轴方向的两维倾侧振动问题。所述方法的实现过程为：陀螺飞轮转子运行在恒转速的条件下，找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小的相位；找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小的相位，作为每次细分所对应的校正力矩的相位；找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小所对应的力矩幅值，作为校正力矩的幅值；在倾侧回路闭环的条件下，将校正力矩分别施加于x、y轴，并与未施加校正力矩时二维倾侧振动一倍频幅值进行比较，直至使倾侧振动得到有效控制。本发明能够实现对不同转速下转子两维倾侧振动的有效控制。

主权项

1.一类三自由度挠性支撑转子倾侧振动控制方法，所述转子具有绕极轴一维运动和绕赤道轴两维倾侧运动的能力，通过安装于转子上端面上方的一组倾侧传感器对沿赤道轴方向的两维倾侧角度进行测量；陀螺飞轮系统中力矩器由力矩器线圈与安装于所述转子表面的永磁体共同作用构成，所述力矩器线圈由沿x轴和y轴呈正交分布的四个矩形线圈构成，四个矩形线圈沿转子外表面圆周方向均布设置，所述力矩器用于调整校正力矩的大小，从而实现对陀螺飞轮系统转子两维倾侧振动的控制；x轴、y轴分别定义在两个相对位置矩形线圈的中心连线上；其特征在于：所述方法的实现过程为：步骤一、设置陀螺飞轮转子运行在恒转速ω的条件下，N等分转子圆周，即相位间距为△φ1＝360°/N；在倾侧回路开环状态下，给x、y轴施加的力矩分别为Tx＝T0cos(ωt+φ1i)，Ty＝T0sin(ωt+φ1i)，其中φ1i＝i·△φ1,i＝0,1,2,...,N；对倾侧传感器采集到的倾侧角信号进行FFT分析，找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小的相位，即为校正力矩相位φc1；以一指定的角度△φ为标准进行判断，若△φc1≤△φ，则φc1即为校正力矩相位的最终值，直接进入步骤三，反之，则需进入步骤二；步骤二、在相位φc(j‑1)(j＝2,3,...,p)的附近，以△φj＝360°/Nj的间距划分出2M个相位，在不同的相位φ±jk(φ±jk＝φc(j‑1)±k·△φj；j＝2,3,...,P；k＝1,2,...,M)处，重复步骤一中施加力矩的操作；对倾侧传感器采集到的倾侧角信号进行FFT分析，找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小的相位，作为每次细分所对应的校正力矩的相位φcj，当△φcp≤△φ时，停止进一步细分相位，选取此时的校正力矩相位为最终校正力矩相位，即φc＝φcp；步骤三、在转子相位φc处，以△T为间隔施加q个不同幅值的力矩Ta(a＝1,2,...,q)，对倾侧传感器采集到的倾侧角信号进行FFT分析，找到使两维倾侧振动一倍频幅值最小所对应的力矩幅值，作为校正力矩的幅值Tc；步骤四、在倾侧回路闭环的条件下，将校正力矩T_x＝T_ccos(ωt+φ_c)、T_y＝T_csin(ωt+φ_c)分别施加于x、y轴，并与未施加校正力矩时二维倾侧振动一倍频幅值进行比较，当施加校正力矩后的二维倾侧振动一倍频幅值时，认为倾侧振动得到有效控制；否则改变步骤一中的△φ和步骤三中的△T，直至使倾侧振动得到有效控制。