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如何实现用于磁轴承位移检测的数字式电涡流位移传感器的设计

3860226 2020-03-02 | pdf | 0.57 MB | 次下载 | 2积分

资料介绍

　　磁轴承是磁悬浮飞轮、磁悬浮控制力矩陀螺的核心部件，在空间应用中的体积、重量、功耗等都有严格要求。现有的用于磁轴承位移检测的非接触式传感器输出大多是模拟信号，每个检测点都需要单独的信号线进行传输。这导致系统的体积、重量、复杂度增加，可靠性降低，抗干扰能力减弱。针对这一问题，提出了一种数字式电涡流位移传感器，它根据调频式的原理，通过 CPLD 测频的方法，在实现了对位移的高速高精度检测的同时，增强了系统的可靠性和抗干扰能力。

　　飞轮是卫星姿态控制的关键执行机构之一，它通过控制转子的转速，即改变角动量的大小来产生所需的控制力矩，从而精确地控制空间飞行器的姿态。控制力矩陀螺是长寿命大型航天器或敏捷航天器必不可少的姿态控制执行机构［2］。磁悬浮飞轮（ MSFW）和磁悬浮控制力矩陀螺（ MSCMG）都采用磁悬浮轴承支撑，与传统机械轴承飞轮相比具有长寿命、微振动、高精度等特点，是新一代航天器理想的高精度姿控执行机构。由于磁轴承的开环不稳定性，必须实时地对飞轮转子的悬浮位置进行闭环反馈控制，因此用于检测飞轮转子位置的位移传感器成为磁悬浮飞轮控制系统的核心部件。它用于检测电磁铁与转子间的气隙大小，其检测精度直接影响高速转子的稳定性与控制精度。实现对磁轴承定子与转子间气隙的高精度非接触测量是实现磁悬浮转子高精度稳定控制的关键技术之一。