永磁同步电机驱动太阳翼扰动力矩建模与仿真

于登云，王光远，郑照明月

(1. 中国航天科技集团公司，北京 100048；2. 北京空间飞行器总体设计部，北京 100094；3.北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191)

0 引 言

卫星上存在多种扰振源，诸如动量轮、控制力矩陀螺、制冷机组件、太阳翼及其驱动机构等[1-4]。卫星在轨运行过程中，这些扰振源所产生的微振动会对其成像质量和指向精度等关键工作性能产生较大的影响。高轨遥感卫星相对于低轨卫星，其相机成像曝光时间显著延长，因此对低频微振动更为敏感。而太阳翼驱动机构(Solar array drive assembly,SADA)驱动太阳翼在轨运行过程中所产生的扰振在低频区具有分布密集和特性复杂的特点，且主要表现为扰振力矩[5]。因此，为使高轨遥感卫星获得更高分辨率图像，必须研究SADA驱动太阳翼在轨运行过程中所产生的扰振力矩。

步进电机具有定位精度高、无累计误差、驱动线路简单等特点，是较为成熟的SADA驱动方案。在高轨卫星中，一般选取两相步进电机，采用开环控制模式驱动太阳翼。但步进电机由电脉冲信号驱动，不可避免地存在扰动[6-9]。近年来，越来越多的SADA驱动组件选取永磁同步电机替代传统的步进电机以提升转动平稳度。永磁同步电机通常需采用位置环、速度环、电流环三环闭环控制，控制稳定性受到负载特性、电机参数等多种因素影响，其扰动力由控制、电磁、结构相互作用形成，需开展精细化的设计与分析以取得良好的应用效果。

针对驱动组件与柔性负载的动力学耦合问题，国内外学者开展了大量的研究。……