基于四元数的永磁动量球位置/电流双闭环控制

永磁动量球运动范围大,采用欧拉角描述其姿态时,容易产生奇点。该文采用四元数作为姿态描述量,结合刚体转动动力学方程,得到了永磁动量球动力学模型;利用球谐函数便于进行旋转变换的优点,采用球谐函数来描述永磁动量球的电磁转矩模型。永磁动量球在运行过程中,环境温度会逐渐升高,电磁参数会产生变化,为了保证其较好的动态性能,该文采用位置/电流双闭环的控制方法,即位置环采用线性自抗扰控制,实现扰动动态补偿,提高永磁动量球的快速性和动态响应能力;电流环采用比例积分控制,实现电流稳定跟踪电流给定,提高永磁动量球的快速性和动态响应能力。仿真结果表明基于电流/位置双闭环控制比单独自抗扰控制方法具有更好的跟随性能。