基于FPGA的磁悬浮飞轮用自修复磁轴承控制器的设计

作     者：刘刚 潘明健 

作者机构：北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191 

基　　金：国家973重点基础研究发展规划资助项目(No.2009CB724001) 国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2008AA12A200) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2009年第17卷第11期

页      码：2762-2770页

摘      要：磁悬浮飞轮是对卫星等航天器进行高精度姿态控制的执行机构,为了提高空间用磁悬浮飞轮控制系统的可靠性和灵活性,对基于FPGA的磁轴承数字控制器进行研究。首先,对磁轴承系统进行建模,并选择合适的控制策略;利用片上软硬件协同设计的思想,提出了一种基于FPGA和LEON3处理器软核的磁轴承数字控制器。然后,搭建了实验系统测试系统的实际性能。最后,提出了一种基于FPGA的自修复磁轴承控制器。基于FPGA的磁轴承控制器相对基于DSP+FPGA的控制器失效率降低了10%,控制板面积减小30%。实验结果表明,在基于FPGA的磁轴承控制器控制下,在磁悬浮飞轮工作转速范围内,飞轮转子跳动量<20μm,力矩输出误差<4×10-3N.m,正反转不一致性<10%,达到了较高的控制精度。

主 题 词：磁悬浮飞轮 主动磁轴承 现场可编程门阵列 软处理器核 自修复 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080203[080203] 081105[081105] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 080201[080201] 

核心收录：

馆 藏 号：203948687...