反作用飞轮电机换相力矩波动抑制协同控制方法

反作用飞轮电机换相力矩波动抑制协同控制方法导言反作用飞轮电机（Reaction Wheel Motor，RWM）作为一种新型的飞轮储能技术，具有高能量密度和快速响应等优点，已经广泛应用于航空航天、卫星

反作用飞轮电机换相力矩波动抑制协同控制方法 导言 反作用飞轮电机（ReactionWheelMotor，RWM）作为一种新型 的飞轮储能技术，具有高能量密度和快速响应等优点，已经广泛应用于 航空航天、卫星导航、船舶等领域。然而，在使用过程中，RWM存在换 相力矩波动较大的问题。本论文就采用协同控制方法对该问题进行分析 和探讨，以期提高RWM的控制稳定性和精度。 一、反作用飞轮电机原理及应用 反作用飞轮电机（ReactionWheelMotor，RWM），是由电动机 和飞轮组成的一种储能器件。飞轮的密度较大，因此对转子旋转惯量有 较大贡献，可将动量和能量存储在飞轮中。电动机通过相互作用对飞轮 进行加速和减速，控制飞轮的角速度。 RWM具有高转换效率和长寿命的优点，因此被广泛应用于宇航、 水下机器人、智能车等领域。例如，航空航天领域中，RWM可以用于卫 星姿态控制、空间飞行器姿态控制；水下机器人领域中，RWM则可以用 于提高水下机器人的稳定性和机动性能。 二、反作用飞轮电机换相力矩波动问题 在RWM的控制过程中，电动机产生的和飞轮旋转一起运动的惯性 力矩和反作用力矩将共同作用于电动机上。由于电动机转子惯量较小， 这种力矩作用显著，导致换相力矩波动较大，影响了RWM的控制精度 和稳定性。 三、协同控制方法对换相力矩波动的抑制 为了解决RWM换相力矩波动的问题，我们提出了一种协同控制方 法。该方法可以在控制RWM的角速度时表现为一种控制方法，其过程 可以分为以下四步：