动量轮

摘要： 研究了无动量轮双模式前后纵向两轮平衡车的关键技术。针对陀螺仪采集的数据进行滑动滤波与互补滤波,优化得到姿态信息;不采用动量轮,设计程序对舵机和电机进行精确控制,以实现平衡车的动态平衡。实验结果表明,该纵向两轮平衡车姿态解算信息准确,控制决策可行,降低了舵机和电机的耦合关系的影响,在多种路面环境下电磁自主循迹与蓝牙遥控两种模式均可满足自平衡的需求。

摘要： 结合不可压缩流体的纳维?斯托克斯方程和磁流体动力学基本方程,针对电流和电压控制模式下矩形截面环管内金属流体的哈脱曼流动问题建立完整的传递函数模型,深入分析流体中黏滞力项和边界层效应对动量轮输出性能的影响. 通过有限元仿真软件COMSOL对流体运动特性和流场分布进行仿真验证,分析电流、磁场和流体特征参数对动量轮输出指标的影响. 在电流控制模式下,动量轮的角动量输出标度因数约为9.68×10?5 N·m·s/A,可作为动量轮的设计与优化依据.

摘要： 通过分析某平台卫星在某次发生动量轮组件2异常掉电故障时的现象,利用模拟器仿真的方法绘制了其马达电压、马达电流、转速曲线及姿态曲线,并根据卫星遥测超限告警,得出此次动量轮故障对于卫星姿态、推进剂的消耗和动量轮性能的影响,同时分析了此次故障发生的原因.

摘要： 针对物联网通讯技术对微纳卫星提出的高性能、低成本的需求,提出了一种新型双圈磁钢无刷直流电机结构动量轮,介绍了其结构和工作原理.采用有限元法对气隙磁密进行仿真分析,结果表明,双圈构型电机气隙磁密和有效气隙磁密平均值均优于传统方案,气隙平顶宽度从传统方案的90°拓宽到120°,有效的提升了力矩输出性能.通过对无控制器状态下两种电机转速特性分析,验证双圈构型电机具有更优的动态和抗干扰性能;基于该结构设计了转速闭环PID控制系统并进行仿真分析,结果表明双圈构型电机在空载状态及突加负载两种情况下,电机达到稳定转速的时间和达到稳定转矩的时间均优于传统结构电机,且新型结构电机的脉动幅值降低约46.5％,可实现电机的高精度稳速控制.

摘要： 基于模糊聚类分析提出一种动量轮健康性排序方法,选取实际型号任务中50N·m·s动量轮的地面测试数据与在轨数据,对数据处理后,研究闭环工况动量轮动态转速的电机电流,利用相关系数法将其转换为模糊相似矩阵,聚类分析动量轮健康性最大阈值;同时以最大阈值为标准,设计判断准则,用4个动量轮的数据验证该方法的实用性并与峭度试验方法进行对比.结果 表明:该方法可以准确对动量轮健康性进行排序.

摘要： 在室内反恐作战中,单一运动方式的无人机无法适应复杂地形,易被击毁.针对这种问题,设计了一种可以在地面弹跳的小型无人飞行器——Scyther,给出了其组成、结构及设计参数,并详细阐述了主要的算法,分析了方案的实现途径.Scyther采用共轴双旋翼与跳跃无人机组合设计技术,在接近目标时共轴双旋翼从主体弹出并黏附于高处,其上搭载的摄像头提供监控视野.跳跃无人机通过动量轮控制自身姿态,基于改进蚁群算法进行自适应动态路径规划,并结合分布式情境感知算法使自身运动轨迹在敌方可视范围内难以预测,以此增大无人机靠近目标的概率.相比传统无人机,Scyther飞跳一体智能飞行器能够适应多种复杂地形,具有体积小、速度快、功耗小、机动性强、可远程操控等优点,既适用于单体作战,也可拓展为集群作战,对于室内反恐作战十分有利.此外,针对不同任务需求,Scyther还可装配多种战斗部,应用场景十分广泛.

摘要： 动量轮是长寿命卫星姿控系统的关键机电部件,其可靠性是影响卫星寿命的重要因素.为实时有效的掌握其健康状态,本文提出了一种基于神经网络—贝叶斯网络融合的在轨健康状态评估方法.该方法将动量轮的健康状态分为健康、良好、故障3个等级,首先基于动量轮设计数据(关键特性、FMEA)利用贝叶斯网络建立网络拓扑结构;接着利用神经网络对地面测试/试验数据进行训练,学习动量轮关键特性参数与其相关故障模式之间的关联关系,利用已知故障数据及专家经验给出动量轮各层故障模式之间的传递关系;最后基于在轨遥测数据,利用贝叶斯网络对模型进行自动推理,实现动量轮实时在轨健康状态评估.该方法能够为动量轮在轨任务规划、故障处理维护等提供决策支持,具有一定的工程应用意义.

摘要： 本文通过对一种特定型号动量轮产品寿命试验及其寿命可靠度预计工作的阐述,给出了一个比较清晰的空间机电产品进行寿命可靠度预计简要过程.该过程由九个步骤组成:1)有定义产品状态空间;2)选取寿命试验投入子样;3)确定寿命试验条件;4)确定产品失效准则;5)采集寿命试验数据,整理时序数据,无量纲化处理整理数据;6)拟合子样性能退化曲线;7)求取产品寿命样本;8)依据样本预计所有符合产品状态空间任一个体产品的寿命可靠度;9)取得的预计结果给出不同任务需求的真实产品寿命可靠度预计值.

摘要： 本文根据某三轴稳定卫星遥测超限告警，运用理论分析和模拟器仿真的方法,从中分析得出动量轮故障的结论,并进行了动量轮主备份切换，切换结果也从实践上验证了故障分析定位结论的正确性。

摘要： 用于小卫星姿态控制的卫星动量轮系统一般是由直流无刷电机、飞轮本体及控制器线路构成,是一个相对独立的机电执行部件。 本文提出的对于小卫星动量轮系统精确建模的基本方程,推导出了适合于实际应用的小卫星动量轮系统的状态空间模型,并且基于此模型,提出了未知输入观测器法进行故障诊断.通过实际动量轮系统的实验,对于所建模型及故障诊断方法进行了验证,实验结果与仿真数据基本一致.

摘要： 卫星或宇宙飞船在太空中需要精确定位,动量轮是卫星或宇宙飞船姿态控制的关键部件.每个宇宙飞船上有三个或四个动量轮,这些动量轮虽然体积小,但是其角动量占宇宙飞船总角动量的绝大部分.动量轮实质上就是电机的转子,它具有很高的转动惯量.在适当的时间,启动或停止三个电机就能够控制宇宙飞船的姿态.本文研制了一个小的动量轮模型,该模型重量轻、结构紧凑,而且能效高.动量轮模型的主要创新点是使用了高温超导磁悬浮轴承,因此,它具有摩擦力小,转速高,储存动量大的特点.动量轮模型的最大设计转速为15,000RPM,储存的角动量为3.5J*s-1.

摘要： 对于空间卫星,星上活动部件引起的扰动是始终存在的,其中卫星中的控制力矩陀螺在产生控制力矩的同时会对星体产生周期性和宽带微小扰振力,对遥感卫星的光路指向精度和稳定度产生较大影响.本次论文是针对于遥感卫星的大型动量轮,其最大的特点是活动部件质量较大.由此带来的直接后果是将其安装到测试台上后,会明显降低系统整体的基频.本论文的目的为在过去研究的基础上,针对空间用的动量轮,开展了对振源的扰振特性分析及建模方法和振源测试技术的研究.主要侧重于大质量活动部件的一些测试技术和分离测试台刚度对测试结果影响的技术手段.在最后本文得到了不同的安装条件对动量轮扰动特性的影响,并针对振源在测试中出现的三类模态频率进行了识别与分析.

摘要： 在轨运行航天设备的寿命预测是保证航天器安全可靠运行的核心技术之一.现有文献中已报道了多种航天器设备的寿命预测方法,但缺乏对现有方法预测性能、适用性等方面的综合评价.本文从方法原理、方法实现和方法验证三个角度出发,构建一个在轨航天设备寿命预测方法的评价系统;在层次分析法的基础上,应用三角模糊数理论确定指标权重,使得评价过程更合理、评价结果更准确;最后以卫星动量轮的寿命预测方法为例,对所提评价系统进行了有效性验证.

摘要： 为了适应空间探测卫星对自主故障诊断的特殊需求，以动量轮为例，提出基于DM 分解技术的传感器优化配置方法。分析动量轮模型和故障，建立动量轮的结构模型和偶图；采用基于偶图的DM 技术对动量轮的结构模型进行分解，给出动量轮模型的解析冗余关系；在对各故障的可检测性和可分离性进行分析的基础上，根据结构模型的偏序关系，分别给出使故障具有可检测性和可分离性的最小传感器集合。

摘要： 该文介绍了一种测试星上软件的方法，即PC机快速仿真方法，并开发了相应的仿真软件。该方法以数学模型代替实际部件，在一台PC机中形成闭路，不与硬件打交道，不受星上计算机时钟的制约，仿真速度快、效率高。该仿真软件功能完备，使用方便，且具有较强的通用性。

摘要： 该文介绍了一种测试星上软件的方法，即PC机快速仿真方法，并开发了相应的仿真软件。该方法以数学模型代替实际部件，在一台PC机中形成闭路，不与硬件打交道，不受星上计算机时钟的制约，仿真速度快、效率高。该仿真软件功能完备，使用方便，且具有较强的通用性。

摘要： 本申请实施例公开了一种双轮行驶系统、动量轮组件、动量轮平衡调节方法及介质，涉及人工智能技术领域。双轮行驶系统包括：主框架、前把转向组件、后轮组件和动量轮组件；前把转向组件、后轮组件分别与主框架连接；动量轮组件包括：动量轮、动量轮轴、动量轮支架和可调部件；动量轮套接在动量轮轴上，动量轮轴套接在动量轮支架上，动量轮支架与可调部件连接，可调部件与主框架连接；其中，动量轮轴沿车身前后方向设置，且动量轮的位置在竖直方向上是可调节的。本申请实施例通过可调部件调节动量轮的位置，使得动量轮产生的回复力可以有效恢复车体的平衡。

摘要： 本发明涉及一种具有最大角动量包络的动量轮驱动力矩分配方法，属于卫星姿态机动控制技术领域。该方法主要是针对卫星姿态控制时所采用的动量轮，提高卫星动量轮组的角动量输出，理论上能够达到动量轮组角动量的最大包络面。本发明采用动量轮力矩动态分配和角动量反馈跟踪方法，从而提高动量轮组角动量输出能力。相比动量轮系通常采用的伪逆分配方法，采用本发明的方法可有效扩大动量轮系的角动量包络，大幅提高轮控卫星姿态机动能力。

摘要： 一种小型动量轮的角动量卸载方法，在小型动量轮正常控制期间，其角动量未达到饱和时，采用卫星上的磁力矩器进行小型动量轮的角动量卸载；当小型动量轮的角动量达到饱和时，则优先利用卫星平台动量轮卸载该小型动量轮多余的角动量；若卫星平台动量轮也达到饱和，则通过卫星上的推力器，利用喷气方式进行角动量卸载。

摘要： 本发明公开了一种用于动量轮的去重系统与动量轮的去重方法，去重系统包括动平衡机和激光去重装置，动平衡机包括本体和设置于本体的安装座，安装座用于动量轮的安装，本体用于测量动量轮的不平衡量；激光去重装置具有激光头，激光头能够向安装于安装座上的动量轮发射激光，以对动量轮不平衡量进行去重。动量轮通过安装座安装于本体上，动量轮的轮体转动过程中，本体测量出动量轮轮体不平衡量的位置，此时，控制动量轮旋转一定角度，不平衡量被旋转至朝向激光头的位置，激光头向不平衡量发射激光，从而快速、便捷地对动量轮的轮体进行精确去重。

摘要： 本申请实施例公开了一种双轮行驶系统、动量轮组件、动量轮平衡调节方法及介质，涉及人工智能技术领域。双轮行驶系统包括：主框架、前把转向组件、后轮组件和动量轮组件；前把转向组件、后轮组件分别与主框架连接；动量轮组件包括：动量轮、动量轮轴、动量轮支架和可调部件；动量轮套接在动量轮轴上，动量轮轴套接在动量轮支架上，动量轮支架与可调部件连接，可调部件与主框架连接；其中，动量轮轴沿车身前后方向设置，且动量轮的位置在竖直方向上是可调节的。本申请实施例通过可调部件调节动量轮的位置，使得动量轮产生的回复力可以有效恢复车体的平衡。

摘要： 本发明涉及一种多动量轮角动量最大包络计算在轨实现方法，属于卫星姿态控制技术领域。本发明解析计算方法，通过一次计算即可快速便捷地获得任意动量轮组合下的角动量最大包络，从而可根据其最大包络面分配动量轮输出力矩，以充分利用轮系的角动量输出能力，最终有效提升整星快速机动能力。

摘要： 本发明公开的基于电压和角动量关系的动量轮故障检测方法，首先以动量轮的角动量的遥测数据为基准，以角动量的不同变化量进行分段，其次计算每个角动量变化段对应的时间间隔内输入电压值的平均值，并将所有时间段内的电压平均值与角动量变化时间形成求其反比例系数，然后求取每个时间段的反比例系数的均值和标准差，计算异常阈值，最后按照上述过程对需要进行故障检测的遥测数据进行处理，获得当前段平均控制输入电压值与角动量变化时间间隔的反比例系数k′，若k′大于异常阈值，则表明动量轮有故障，若k′小于等于异常阈值，则表明动量轮无故障。本发明公开的方法利用提取出的特征量的统计特性，实现动量轮微小故障的检测及故障的早期预警。

摘要： 本发明涉及一种具有最大角动量包络的动量轮驱动力矩分配方法，属于卫星姿态机动控制技术领域。该方法主要是针对卫星姿态控制时所采用的动量轮，提高卫星动量轮组的角动量输出，理论上能够达到动量轮组角动量的最大包络面。本发明采用动量轮力矩动态分配和角动量反馈跟踪方法，从而提高动量轮组角动量输出能力。相比动量轮系通常采用的伪逆分配方法，采用本发明的方法可有效扩大动量轮系的角动量包络，大幅提高轮控卫星姿态机动能力。

摘要： 一种小型动量轮的角动量卸载方法，在小型动量轮正常控制期间，其角动量未达到饱和时，采用卫星上的磁力矩器进行小型动量轮的角动量卸载；当小型动量轮的角动量达到饱和时，则优先利用卫星平台动量轮卸载该小型动量轮多余的角动量；若卫星平台动量轮也达到饱和，则通过卫星上的推力器，利用喷气方式进行角动量卸载。

摘要： 本实用新型公开了一种用于动量轮检测的平衡机及动量轮的去重设备，平衡机包括本体、真空柜和抽气装置，本体具有的检测部和安装部，检测部用于动量轮不平衡量的检测，安装部用于动量轮的安装；真空柜限定有真空腔，真空柜上设置有用于关闭或打开真空腔的密封盖，且本体设置于真空腔内；抽气装置连通于真空腔，并用于抽走真空腔的气体。启动抽气装置，抽气装置抽走真空腔内的气体，从而使真空腔为真空环境，此时，启动本体，本体的检测部在真空环境下进行动量轮不平衡量的检测。通过采用此种方式，动量轮在真空环境转动过程中，动量轮不会受到风的阻力，由此，检测部能够精确测出动量轮的不平衡量。