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如何實現用于磁軸承位移檢測的數字式電渦流位移傳感器的設計

3860226 2020-03-02 | pdf | 0.57 MB | 次下載 | 2積分

資料介紹

　　磁軸承是磁懸浮飛輪、磁懸浮控制力矩陀螺的核心部件，在空間應用中的體積、重量、功耗等都有嚴格要求。現有的用于磁軸承位移檢測的非接觸式傳感器輸出大多是模擬信號，每個檢測點都需要單獨的信號線進行傳輸。這導致系統的體積、重量、復雜度增加，可靠性降低，抗干擾能力減弱。針對這一問題，提出了一種數字式電渦流位移傳感器，它根據調頻式的原理，通過 CPLD 測頻的方法，在實現了對位移的高速高精度檢測的同時，增強了系統的可靠性和抗干擾能力。

　　飛輪是衛星姿態控制的關鍵執行機構之一，它通過控制轉子的轉速，即改變角動量的大小來產生所需的控制力矩，從而精確地控制空間飛行器的姿態。控制力矩陀螺是長壽命大型航天器或敏捷航天器必不可少的姿態控制執行機構［2］。磁懸浮飛輪（ MSFW）和磁懸浮控制力矩陀螺（ MSCMG）都采用磁懸浮軸承支撐，與傳統機械軸承飛輪相比具有長壽命、微振動、高精度等特點，是新一代航天器理想的高精度姿控執行機構。由于磁軸承的開環不穩定性，必須實時地對飛輪轉子的懸浮位置進行閉環反饋控制，因此用于檢測飛輪轉子位置的位移傳感器成為磁懸浮飛輪控制系統的核心部件。它用于檢測電磁鐵與轉子間的氣隙大小，其檢測精度直接影響高速轉子的穩定性與控制精度。實現對磁軸承定子與轉子間氣隙的高精度非接觸測量是實現磁懸浮轉子高精度穩定控制的關鍵技術之一。