基于COTS器件的纳级卫星反作用飞轮的设计

作     者：刘光辉 周军 马学龙 Liu Guanghui;Zhou Jun;Ma Xuelong

作者机构：西北工业大学航天学院陕西西安710072 

基　　金：国家自然科学基金(61231016)资助 

出 版 物：《西北工业大学学报》 (Journal of Northwestern Polytechnical University)

年 卷 期：2017年第35卷第6期

页      码：935-940页

摘      要：针对纳级卫星的任务需求,设计了一种基于商用货架器件(commercial off the shelf components、COTS)、模块化的低成本反作用飞轮方案。采用非密闭式结构,无刷电机驱动轮缘式轮盘,两者之间振动模态分析结果表明不存在共振问题;控制器采用积分分离控制算法,基于超低功耗处理器捕获霍尔信号测速,驱动MOSFET桥换相。所研制飞轮成功通过了地面性能与环境试验测试,实测结果:重量63 g,尺寸/mm为36×36×28,最大转速9 000 r/min,最大角动量≥5.5 m Nms,输出力矩为≥0.2 m Nm,功耗≤500 mW。2016年6月25日,该飞轮随世界首颗12U立方星"翱翔之星"即西北工业大学首颗卫星,搭载"长征7号"发射入轨,在轨服役99天直到卫星坠入大气层,工作状态良好。地面测试与飞行验证结果均表明:基于COTS的飞轮设计方案有效可行,满足卫星任务需求。

主 题 词：微型飞轮 反作用飞轮 COTS 纳级卫星 立方星 角速度 角动量 无刷电机 控制器 实验测试 振动分析 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 081105[081105] 0805[工学-能源动力学] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-2758.2017.06.001

馆 藏 号：203281653...