基于CAN总线的空间反作用飞轮控制器研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ybchen123
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反作用飞轮是当前实现卫星姿态的高精度、高稳定控制的一种最佳选择。CAN总线是已经成功应用于工业中的一种现场总线技术。由于其具有的通信速率高、可靠性高、连接方便等诸多优点,它已经越来越多地应用于反作用轮的通信系统中。首先,论文根据反作用飞轮通信对可靠性与实时性的要求,设计了CAN总线的应用层协议,该协议包括报文帧格式定义,应答机制的设计,以及物理层的设计,实现了利用CAN总线对飞轮各种状态信息的实时监视与控制。其次,本文详细分析了三相三状态控制直流无刷电机的方式,分析了PWM调制方式,以及电流采样方式,利用一个电流传感器实现了对电机绕组电流的采样,利用Simulink仿真软件建立了独立绕组的直流无刷电机模型,并进行了仿真分析。再次,在仿真分析的基础上,设计了反作用飞轮的硬件结构和软件程序。硬件设计部分包括逆变器、驱动电路、辅助电源、以及控制与通讯电路;软件设计部分则包括对BLDCM换向、电流闭环、速度闭环,并且根据所设计的CAN总线应用层通信协议编写了下位机的通信程序模块。最后,利用Visual Basic设计了上位机程序,搭建了反作用飞轮的调试与控制平台。并对反作用飞轮控制系统软硬件各部分进行调试,实现了系统联调;调试完成后对整机进行了实验,并分析了部分实验结果。
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