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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]一种磁悬浮旋转扫描载荷舱的径向位姿估计方法和系统-CN202110296125.3有效
发明人：罗睿智;张激扬;樊亚洪;武登云;张鹏波;王英广;王舒雁;齐明;杨磊;姚锐;肖晓;顾正成;李建普;张清涛;张春艳;韩甜甜 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-03-19 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01C21/00 文献下载
摘要：一种磁悬浮旋转扫描载荷舱的径向位姿估计方法和系统，所述方法利用以载荷舱为主的旋转体和以平台舱为主的非旋转体的两体动力学关系，以及磁悬浮旋转关节中的电涡流传感器所测量的两体之间的相对位姿信息和平台舱中的星敏感器和陀螺等所测量的平台舱高精度姿态信息，估计载荷舱转轴的指向及其质心的位置。本发明实现了载荷舱的实时高精度径向位姿估计，用于载荷舱姿态确定，提高了姿态测量冗余度，提升了卫星的可靠性，并估计出了旋转体质心的位移量，为后续载荷舱位姿解耦控制等提供依据。
一种磁悬浮旋转扫描载荷径向估计方法系统

[发明专利]一种双周期姿态预估及修正的时序设计方法-CN202310036879.4在审
发明人：李贵明;刘瑞;刘潇翔;郝金华;王勇;武登云;陈曦 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2023-01-10 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种双周期姿态预估及修正的时序设计方法，采用定时器中断，每个控制周期为5ms，20个控制周期构成一个100ms的大周期。在每个5ms控制周期中断(高频次短周期)中运行陀螺数据处理函数，5ms周期的剩余时间(低频次长周期)执行控制任务Task1处理函数。本发明在高频次短周期中进行陀螺数据更新及姿态预估，保证了姿态数据的高频率、高精度更新，提高了星体姿态测量的精度；在低频次长周期中进行星敏感器数据更新及姿态修正，适应了星敏感器的数据更新率。
一种双周姿态预估修正时序设计方法

[发明专利]一种提高星敏感器星图识别速度及数据更新率的控制方法-CN202310238547.4在审
发明人：刘瑞;张建福;李贵明;鹿瑞;李志辉;王勇;武登云 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2023-03-13 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种提高星敏感器星图识别速度及数据更新率的控制方法，载荷舱控制计算机的每个控制周期发送一个同步信号，该同步信号下降沿与探头积分中心时刻对齐，由星敏感器内部高精度相对时钟计算相对时间间隔后保证对齐；同时载荷舱控制计算机向星敏感器提供该固定时刻的预估姿态信息；此外，探头在每周期固定时刻进行曝光，保证了姿态信息的时间精确性。其次，根据星图从曝光至计算出姿态信息所用的时间，同步信号与取数指令间隔50ms发送，本周期取数指令目的是获取上上周期的星敏感器数据。本发明即保证了快速的数据更新率，又保证了星图计算处理时间充足，克服了曝光时间短带来的图像计算处理时间过长降低数据更新率的问题。
一种提高敏感星图识别速度数据更新控制方法

[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]一种空间航天器用消隙锁紧机构优化驱动控制及定位方法-CN202310029532.7在审
发明人：李贵明;于国庆;陈琳娜;王勇;武登云;国锋;李志辉;刘瑞 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2023-01-09 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： B64G1/22 文献下载
摘要：本发明提供一种空间航天器用消隙锁紧机构优化驱动控制及定位方法，包含两个闭环模式，第一闭环模式用于消隙锁紧机构运行至锁紧工作位置；第二闭环模式用于消隙锁紧机构从锁紧工作位置运行至悬浮工作位置。本发明可用于5种工况，其中四种工况为各工作位置间的切换，另一种工况为计算机复位丢失步数后的“寻零”定位。同时，本发明设计的两个闭环模式均包含精确的定位策略，实现了对消隙锁紧机构的优化驱动控制及定位，并在消隙锁紧机构运行到接触工作位置时，克服由于行程受阻，电机丢步造成的影响。
一种空间航天器用消隙锁紧机构优化驱动控制定位方法

[发明专利]一种空间航天器用消隙锁紧机构驱动控制方法及系统-CN202110571884.6有效
发明人：国锋;于国庆;李贵明;武登云;张激扬;王勇;张猛;王红卫;宋晓慧;刘瑞;吴纾婕 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： B64G1/64 文献下载
摘要：本发明涉及一种空间航天器用消隙锁紧机构驱动控制方法及系统，通过调节消隙锁紧机构步进电机在正向锁紧模式和反向解锁模式下的驱动电流大小，使得在执行正向锁紧任务过程中，消隙锁紧机构的驱动力矩始终不大于反向解锁时的力矩，可有效避免机构运行时的卡死，已通过专项试验的试验结果验证了此方法的可行性。
一种空间航天器用消隙锁紧机构驱动控制方法系统

[发明专利]一种磁悬浮转子质心位置在线估计系统-CN202211288234.1在审
发明人：王英广;樊亚洪;张鹏波;张激扬;武登云;张强;卿涛;冯洪伟;胡跃伟;赵维珩;宿诺;梁柱林;赵志新;顾正成;郭腾飞;贾云 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2022-10-20 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G01M1/12 文献下载
摘要：一种磁悬浮转子质心位置在线估计系统，包括：磁悬浮转子单元、A端/B端磁轴承控制单元、激励单元、自适应估计单元。A端/B端磁轴承控制单元计算并提供转子A端/B端稳定悬浮所需控制电流，输出给磁轴承A/B，控制磁悬浮转子单元A端/B端悬浮。激励单元根据给功率放大器A/B施加频率为f、幅值为Aa/Ab的正弦激励，同时对控制器输出A/B频率为f的成分进行同频陷波，用以给磁轴承施加可知、可控的激励力。自适应估计单元根据A、B端转子位置之差计算调整激励输出B的幅值Ab的大小，使得A、B端转子位置之差为零，根据激励输出A幅值Aa和激励输出B幅值Ab即可得出转子质心位置。本发明不借助于重力，适用于各种环境下对磁悬浮转子质心进行高精度估计。
一种磁悬浮转子质心位置在线估计系统

[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]一种基于速率陀螺的旋变谐波误差标定补偿系统-CN202211288203.6在审
发明人：王英广;樊亚洪;张鹏波;张激扬;武登云;张强;卿涛;冯洪伟;胡跃伟;赵维珩;宿诺;梁柱林;赵志新;顾正成;郭腾飞;贾云 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2022-10-20 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： G01D18/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于速率陀螺的旋变谐波误差标定补偿系统，包括：伺服控制单元、误差评价单元、误差标定单元、误差补偿单元；伺服控制单元用于控制负载按指令角速度稳定旋转。误差评价单元给控制伺服控制单元发送指令角速度，对伺服控制器输出的旋变角速度进行频谱分析，将频谱分析得到的误差谐波次数N传送给误差标定单元、误差补偿单元，作为调节误差标定和误差补偿的依据。误差标定单元从速率陀螺测量角速度和旋变测量角速度之差中精准标定谐波次数为N的旋转变压器测角误差，得到误差正弦量和误差余弦量。误差补偿单元根据误差标定单元得到的误差正弦量和误差余弦量重构误差，并对旋转变压器输出原始角位置进行误差补偿。
一种基于速率陀螺谐波误差标定补偿系统

[发明专利]一种基于磁轴承磁力推算的磁悬浮转子静平衡系统及方法-CN202211215772.8在审
发明人：王英广;张鹏波;樊亚洪;张激扬;武登云;张强;卿涛;冯洪伟;齐明;罗睿智;姚锐;胡跃伟;赵维珩;宿诺;梁柱林;赵志新;肖晓 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： H02N15/00 文献下载
摘要：一种基于磁轴承磁力推算的磁悬浮转子静平衡系统及方法，包括：磁悬浮转子系统单元、整圈旋转控制单元、特征电流提取单元和静平衡配重解算单元。其中，磁悬浮转子系统单元悬浮不平衡转子，整圈旋转控制单元控制不平衡转子绕其几何轴稳定旋转。特征电流提取单元从磁悬浮转子系统单元所获取的绕组电流中提取特征电流。静平衡配重解算单元根据特征电流提取单元所得特性电流解算不平衡转子静平衡所需配重质量和配重角位置。
一种基于磁轴磁力推算磁悬浮转子平衡系统方法

[发明专利]一种基于高精度光纤陀螺的星敏感器动态精度验证方法-CN202211194232.6在审
发明人：鹿瑞;张建福;张洪健;武延鹏;郑然;王勇;武登云;杨博 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：一种基于高精度光纤陀螺的星敏感器动态精度验证方法，属于天文导航或卫星自主导航技术领域。本发明通过GPS信号分频将星敏感器、高精度转台、光纤陀螺和测试设备链接成一个时间同步系统，同时将光纤陀螺的采样周期和星敏感器的采样周期一一对应，以此获得了更为准确的姿态参考值。
一种基于高精度光纤陀螺敏感动态精度验证方法

[发明专利]一种磁悬浮旋转关节转子周期扰动自适应抑制系统-CN202211288233.7在审
发明人：王英广;张鹏波;樊亚洪;张激扬;武登云;张强;卿涛;冯洪伟;胡跃伟;赵维珩;宿诺;梁柱林;赵志新;肖晓 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2022-10-20 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G05B13/02 文献下载
摘要：一种磁悬浮旋转关节转子周期扰动自适应抑制系统，包括：磁悬浮转子模态控制单元、平动扰动自适应抑制单元、转动扰动自适应抑制单元、周期扰动评价单元；磁悬浮转子模态控制单元用于控制磁悬浮转子稳定悬浮。周期扰动评价单元给旋转关节电机发送指令角速度，控制磁悬浮转子定转速旋转，并对磁悬浮转子A、B端位置频谱分析，作为扰动力矩抑制的参考。平动/转动扰动自适应抑制单元加在与磁悬浮转子模态控制单元中平动/转动控制器平行位置，对平动/转动模态中谐波次数为N的扰动力矩进行自适应控制。消除N次谐波扰动量。本发明适用于对电机磁场周期不均匀性进行自辨识、自补偿，进而抑制电机谐波扰动力矩，可大幅提高伺服系统的控制精度。
一种磁悬浮旋转关节转子周期扰动自适应抑制系统

[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

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