空间站转位控制器设计

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1、上海交通大学硕士学位论文空间站转位控制器设计硕士研究生：丁承华学号：1112102046导师：蒋江教授副导师：王有波研究员申请学位：工程硕士学科：集成电路工程所在单位：微电子学院答辩日期：2015年05月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterDESIGNOFTHETRANSPOSITIONCONTROLLERINSPACESTATIONCandidate：DingChengHuaStudentID:1112102046Supervisor：Prof.Jiang

2、JiangAssistantSupervisor:Researcher.WangYouBoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：IntegratedCircuitEngineeringAffiliation：SchoolofMicroelectronicsDateofDefence：05.2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《空间站转位控制器设计》，是本人在导师的指导下，

3、独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本

4、学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海交通大学硕士学位论文空间站转位控制器设计摘要本文以航天工程为背景，研究了一种以直流无刷电机为控制驱动对象，最终实现大型机构精确、可控的位置转变的控制驱动装置。考虑到大型空间飞行器质量惯量大以及空间环境下侧向对接难度的影响，在组建空间站系统时一般采用先进行轴向对接，后以准静态方式实现舱段在侧向的转位和再对接过程；这样能减轻偏心撞击导致的不利影响。本文的目的就是研究实现舱体侧向转位的控制系统。对于大载荷舱体的转位，针对其转位过程影响因素较多，需要在转位过程中完成舱体的高可靠、精确的

5、实时控制。本文通过对转位时序的分析，提出了采用直流无刷电机霍尔位置反馈与转位机构旋变角度信息反馈相结合的方式对转位的整个过程进行实时控制的方案，确保在任务要求时间内平稳完成机构的转位。通过对冗余模式的分析，控制系统采用了三模冗余结合二乘二冗余结构表决器的冗余设计。在此基础上，提出了自动控制和手动控制两种工作模式提高任务可靠性，在自动控制模式出现故障情况下，具备转换到手动控制的功能，并且通过手控指令执行转位的流程。关键词：转位，控制驱动，1553B，旋变，调速。I上海交通大学硕士学位论文DESIGNOFTHETRANSPOSITIONCONTROLLERINSPACESTATIONAB

6、STRACTThearticlestudiesakindofcontrollingdrivendevicebasedonthebackgroundofaerospace,whichachievedchangingthepositionoflargeinstitutionsaccuratelyandcontrollablybycontrollingbrushlessDCmotors.Consideringoftheinfluenceoflargeinertiaforhugespacecraftandthedifficultyoflateraldockinginspaceenvironm

7、ent,whenformattingthespacestationsystems,firstlythespacecraftgenerallydockedaxially,andthenlatealtranslocationandre-dockingprocessofcabinshouldbeachievedbyquasi-staticway,whichmitigatetheadverseeffectsthatiscausedbyeccentricimpact