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[发明专利]一种控制力矩陀螺框架系统高频扰动的自适应补偿方法-CN202111216940.0有效
发明人：魏文杉;鲁明;来林;张激扬;史永丽;赵雷;李刚;张强;张猛;武登云;顾正成 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-10-19 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： B64G1/28 文献下载
摘要：一种控制力矩陀螺框架系统高频扰动的自适应补偿方法，适用于频率固定或具有频率漂移特性的高频力矩干扰的自适应补偿应用。本专利提供了一种控制力矩陀螺框架系统高频扰动的自适应前馈补偿方法，可实现在框架响应带宽低于转子频率的情况下，将转子动不平衡扰动频率幅值衰减至10％以下。从而极大程度地削弱了目前框架转速中最大的扰动因素即转子动不平衡扰动。实现将框架转速稳定度提升一倍，进而将控制力矩陀螺的输出力矩的稳定度也提升了一倍。
一种控制力矩陀螺框架系统高频扰动自适应补偿方法

[发明专利]一种微纳卫星用控制力矩陀螺框架转子组件-CN202110348506.1有效
发明人：薛冰;武登云;李刚;张强;吴金涛;来林;魏文杉;李雪峰;张国林;董晨阳;金跃 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-03-31 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： B64G1/28 文献下载
摘要：本发明一种微纳卫星用控制力矩陀螺框架转子组件，包括：旋转质量本体、第一角接触球轴承、第二角接触球轴承、第一轴承压盖、第二轴承压盖、预紧螺钉、框架、高速电机转子和高速电机定子；旋转质量本体、第一角接触球轴承、第二角接触球轴承、第一轴承压盖、第二轴承压盖和框架构成一个封闭力系，预紧螺钉通过轴承压盖对封闭力系施加预紧力。本发明的控制力矩陀螺框架转子组件减少了部件数量及联接环节，节省了组件的整体重量，同时减小风阻影响，缩短旋转质量本体到达标称转速的时间，实现控制力矩陀螺快速对外输出力矩的功能，解决了微纳卫星实现快速、大范围的姿态机动问题。
一种卫星控制力矩陀螺框架转子组件

[发明专利]一种微型CMG组合体模块及组合体模块控制系统-CN202110335242.6有效
发明人：来林;李刚;武登云;魏文杉;翟百臣;薛冰;张强;杨泽琨;赵维珩 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-03-29 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：一种微型CMG组合体模块及组合体模块控制系统，CMG组合体模块包括N个依次拼装的CMG组合体，属于同一个CMG组合体中的两个控制力矩陀螺的框架轴Z指向相同；两相邻CMG组合体中的控制力矩陀螺框架轴指向正交；且相邻CMG组合体中的控制力矩陀螺构成的平面互相平行。组合体模块控制系统包括：飞轮电机控制模块、框架电机控制模块和控制单元；每个CMG组合体均设置有对应的飞轮电机控制模块、框架电机控制模块和控制单元。本发明针对微纳卫星快速设计，快速集成的需求，通过机电一体化设计，单模块可实现微纳卫星单轴姿态机动，通过双模块组合可实现整星三轴机动。
一种微型 cmg 组合模块控制系统

[发明专利]一种半陀螺式微型控制力矩陀螺-CN202110350476.8有效
发明人：薛冰;武登云;李刚;来林;田兴;魏文杉;赵严;褚天阔;顾正成;李建普;张如新;张清涛 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-03-31 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：一种半陀螺式微型控制力矩陀螺，包括：框架转子组件和框架驱动组件，框架转子组件包括：旋转质量本体、第一角接触球轴承、第二角接触球轴承、第一轴承压盖、第二轴承压盖、预紧螺钉、框架、高速电机转子和高速电机定子，框架驱动组件包括：机座、第一低速主轴、第三角接触球轴承、第四角接触球轴承、外锁紧螺母、内锁紧螺母、低速电机定子、低速电机转子、导电环调整环、导电环、旋变转子、旋变定子、第二低速主轴、后盖。本发明的控制力矩陀螺具备轻质量、小体积、低功耗、快速装配的特点，满足100千克及以下级微纳卫星姿态控制需求。使微纳卫星具备高精度对地观测，发现和连续跟踪目标，对空间目标的监视，卫星在轨重构的能力。本发明的控制力矩陀螺可构建组合体，实现卫星快速集成。
一种陀螺式微控制力矩

[发明专利]一种可更换空间成像试验系统-CN202211086169.4在审
发明人：来林;魏文杉;宋玉志;蒋俊;马婷婷;张猛;周元子;张强;刘继奎;张锦江;张激扬 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2022-09-06 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种可更换空间成像试验系统，包括试验控制系统和可更换的试验子样，试验子样与试验控制系统通过插接件连接；试验子样为封装有试验对象和空间成像试验仪器的密封件，空间成像试验仪器为试验对象提供试验环境并采集试验数据，试验数据包括试验对象的图像数据和状态数据，状态数据至少包括温度信号数据和电信号数据；试验控制系统接收外部指令对空间成像试验仪器进行供电和控制，根据状态数据判断试验对象的状态，形成采集控制策略将采集的试验数据传输至地面。本发明能够获取试验对象在轨运动、变化规律，针对下行资源限制和传输链路故障采取策略对试验关键特征进行捕获和数据传输，能够稳定、可靠地实现多批次接续试验。
一种更换空间成像试验系统

[发明专利]一种密封空间轴孔微变形测量方法及系统-CN202110220748.2有效
发明人：来林;吴金涛;宋萌;周刚;伏蓉;田兴;张激扬;武登云;张强;李刚;路宏;刘景辉 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-02-26 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01B7/16 文献下载
摘要：一种密封空间轴孔微变形测量方法及系统，系统包括：真空泵、形变测量系统、安装基座、固支装置、探头支架、传感器探头和形变传感器。通过被测件固支方式的设计来模拟其在轨使用真实的连接方式；通过对控制力矩陀螺飞轮转子和安装基座之间所形成的密闭腔体内部进行抽气降压；通过设置在密闭腔体内部的传感器探头，直接对装配孔内壁变形进行测量；此外，本发明还利用抽真空前后的形变量及抽真空过程中形变量最大值，对测量数据的有效性性进行判断，选取不存在测量误差的测量电压确定形变量测量结果，测试结果更加真实可靠。
一种密封空间轴孔微变形测量方法系统

[发明专利]一种空间导电环工况模拟与检测系统-CN202210997702.6在审
发明人：来林;魏文杉;张猛;马婷婷;周元子;蒋俊;张强;张激扬;张锦江;顾正成 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2022-08-19 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G01R19/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种空间导电环工况模拟与检测系统，包括在轨工况模拟模块、检测模块和控制模块；在轨工况模拟模块包括分别设置有第一导电环和第二导电环的第一导电环回路和第二导电环回路，两导电环回路上分别设置有恒流输出单元，在两导电环回路内分别形成稳定的闭环回路电流；第一导电环回路上设置有电势调节单元，在两导电环之间形成以一定频率进行变化的电势；检测模块采集两导电环回路的电流、电压检测信号并将采集的检测信号传输至控制模块；控制模块根据检测信号判断系统运行状态，对异常情况进行检测与处置。本发明可以真实地模拟空间导电环在轨大电流，可变电势差的工况，并能够对回路状态进行有效检测，实用性强。
一种空间导电工况模拟检测系统

[发明专利]一种空间非连续旋转永磁同步电机转角辨识方法-CN202210998033.4在审
发明人：来林;邵超;周元子;张猛;张强;翟百臣;张激扬;武登云;吴纾婕;沈娟 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2022-08-19 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： H02P23/14 文献下载
摘要：本发明提供了一种空间非连续旋转永磁同步电机转角辨识方法，包括以下步骤：在每个通信周期内，采用测角传感器对电机转角的绝对角度进行测量，得到电机转角测量值，电机控制器根据电机转角测量值对电机转角进行辨识，若辨识结果可用，将其作为当前通信周期的转角辨识结果；若辨识结果不可用，电机控制器从上位机获取上一通信周期的辨识信息，对本通信周期的电机转角进行辨识，并将辨识结果作为当前通信周期的转角辨识结果；若无法从上位机获取上一通信周期的辨识信息，电机控制器控制电机通过主动边界搜寻对电机转角进行辨识。本发明在不增加传感器的情况下，实现了转动范围超过360°的空间非连续旋转永磁同步电机角度位置辨识。
一种空间连续旋转永磁同步电机转角辨识方法

[发明专利]一种提升控制力矩陀螺带宽的自适应框架控制系统及方法-CN201910351813.8有效
发明人：魏文杉;史永丽;来林;李刚;赵雷;王裙;翟百臣;武登云;张激扬 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2019-04-28 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：一种提升控制力矩陀螺带宽的自适应框架控制系统及方法，系统包括自适应双环PI控制器、转速观测器与轴承老化程度判断模块；自适应双环PI控制器用于控制力矩陀螺的低速框架电机控制，该自适应双环PI控制器建立在传统电流环与转速环双环PI控制器基础之上，其中电流环与转速环PI控制器中的增益参数均具备自适应调整功能；转速观测器用于观测控制力矩陀螺低速框架电机的转速的相对实际转速相较于相对指令转速的差距，并将此差距转换为自适应控制的判据；轴承老化程度判断模块用于判断轴承在长时间运行后，摩擦阻力矩与轴承初始状况下摩擦阻力矩的变化情况，自适应双环PI控制器的增益参数将根据上述摩擦阻力矩变化情况进行增益参数自适应调整。
一种提升控制力矩陀螺带宽自适应框架控制系统方法

[发明专利]一种控制力矩陀螺框架转速控制参数整定方法-CN202110728437.7在审
发明人：来林;鲁明;张激扬;张猛;张强;武登云;李刚;翟百臣;魏文杉;郭腾飞;贾云 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-06-29 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：一种控制力矩陀螺框架转速控制参数整定方法，包括：将CMG框架转速范围合理的划分为相应区间；运行基于神经网络参数自学习的框架转速控制参数整定算法；对相应转速区间，通过加入方波给定激励，实现参数的快速学习；通过对参数调节量、迭代时间的判断，判定迭代终止。本发明首次提出利用神经网络算法在CMG框架转速分段区间内进行参数整定的方法，该方法可以提高CMG框架控制系统转速控制带宽，控制稳定度和参数整定效率。
一种控制力矩陀螺框架转速参数方法

[发明专利]一种控制力矩陀螺框架零位稳定定位系统及方法-CN202010274487.8有效
发明人：来林;魏文杉;翟百臣;李刚;武登云;张激扬;齐明;史梅花;杨泽琨 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2020-04-09 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： G01C19/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种控制力矩陀螺框架零位稳定定位系统及方法，特别涉及一种满足航天应用要求的控制力矩陀螺框架零位稳定定位方法，在航天应用条件下，可满足控制力矩陀螺框架稳定定位与高精度转角测量要求。调节施加恒定幅值的框架电机定子磁场方向，通过判断框架转动角速度来定位框架电机转子位置，实现转子电角度预估。由于限定了施加驱动电流，确保了框架在预估过程中以极低转速转动，起到了控制CMG输出扰动力矩的作用。
一种控制力矩陀螺框架零位稳定定位系统方法

[发明专利]一种CMG组合体测试方法、性能评价方法及测试系统-CN202110219868.0在审
发明人：来林;魏文杉;薛冰;翟百臣;李刚;武登云;张强;宿诺 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-02-26 - 公布日： 2021-06-25 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：一种CMG组合体测试方法、性能评价方法及测试系统，包括：在转台上固定安装一套CMG组合体，驱动CMG组合体中CMG的框架同步转动，输出合成力矩，使转台相对测试台基座转动；采集转动过程中转台的角加速度和每个CMG的输出量并确定CMG组合体的输出力矩误差。在转台上固定力矩输出组和被测试组，驱动力矩输出组中CMG的框架轴以相反的方向且相同的转速由起始位置转动至终止位置；采集被测试组中两个CMG的框架电机电流、框架轴Z的转角变化量，并根据被测试组的输出力矩误差评价被测试组CMG的性能指标。本发明能够模拟微型CMG组合体在轨工作的实际力学工况，对产品的性能、极限能力进行直接测试。
一种 cmg 组合测试方法性能评价系统

[发明专利]一种金字塔构型四轴微纳飞轮结构-CN201811157530.1有效
发明人：齐明;武登云;周宁宁;杨磊;张鹏波;张绍卫;李刚;周刚;杨屹;来林;陈辰;刘占东;路宏;韩甜甜 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2018-09-30 - 公布日： 2021-02-09 - 主分类号： B64G1/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种金字塔构型四轴微纳飞轮结构，四个微纳型飞轮分别通过其第一支架安装在组合体整机基座上，成金字塔构型，微纳型飞轮角动量法线与安装面法线夹角可根据需要任意设置；四个微纳型飞轮由密封罩包覆；四路COTS器件驱动线路集成在一块线路板上，对外电气接口由一个接插件实现，简化了结构，降低了成本。驱动线路置于真空密封腔另一侧非密封腔内，并由盖板实现辐照防护，改善了散热条件。此外，该结构还减小了体积、重量；整机为长方体结构，四个微纳型飞轮由整机基座实现对整星机械接口，简化了安装方式，使用方便；轴承组件由一对轴承展开实现外圈或内圈旋转，减少了零件数量，简化了组件结构。
一种金字塔构型四轴微纳飞轮结构

[发明专利]一种低压直流母线桥臂短路故障保护电路-CN201910330642.0有效
发明人：周大宁;史永丽;来林;张激扬;顾斌;杨泽锟 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2019-04-23 - 公布日： 2020-05-12 - 主分类号： H02M1/32 文献下载
摘要：一种低压直流母线桥臂短路故障保护电路，包括：母线电流检测与过流故障判断单元、保护与释放延时控制单元、过流保护单元。母线电流检测与过流故障判断单元中，母线电流检测电阻串联在母线正端进线，将电流转化为电阻两端的电压降信号，通过分压与滤波电路，将母线电流检测电阻两端各自相对于信号地的电压分别转换为比较电路正、反相输入电压，由滞环比较电路输出过流判断电平信号；过流判断电平信号送至保护与释放延时控制单元中，产生过流保护电平信号；过流保护电平信号送至桥臂开关管驱动级，可在发生母线过电流故障时，封锁开关管驱动脉冲电平，实现过电流保护效果。本发明采用简单、可靠的分立元器件，在低压直流母线正输入端采集电流信号，通过合理的保护与释放延时控制，可有效解决低压驱动电路桥臂因短路或过流故障而导致的开关管损伤失效问题。
一种低压直流母线短路故障保护电路

[发明专利]一种新型控制力矩陀螺框架组件结构-CN201610916442.X有效
发明人：魏大忠;田兴;田利梅;武登云;来林;罗睿智;宋萌;张雪;王英广;王晓伟 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2016-10-20 - 公布日： 2019-10-22 - 主分类号： G01C19/06 文献下载
摘要：一种新型控制力矩陀螺框架组件结构，包括密封罩、框幅、密封罩垫块、框缘和外螺纹圆锥销。框幅用外螺纹圆锥销定位于框缘，框幅用螺钉固紧于框缘，用来支承高速转子，密封罩垫块用螺钉固紧于框缘，用来定位密封罩。本专利提出的新型框架组件结构，采用承力件和密封件分离的结构，由密封罩和框缘组成密封系统来承担框架组件的大气压差，框幅支承高速转子，高速轴系远离密封罩焊接面，能保证高速轴承的精确加载、降低整机功耗，消除焊接过程中瞬时高热量对高速轴系的影响，实现装配精度检测和高等级动平衡精度。
一种新型控制力矩陀螺框架组件结构

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