作者：刘光辉; 周军; 马学龙微型飞轮反作用飞轮cots纳级卫星立方星角速度角动量无刷电机控制器实验测试振动分析
摘要：针对纳级卫星的任务需求，设计了一种基于商用货架器件（commercial off the shelf components、COTS）、模块化的低成本反作用飞轮方案。采用非密闭式结构，无刷电机驱动轮缘式轮盘，两者之间振动模态分析结果表明不存在共振问题；控制器采用积分分离控制算法，基于超低功耗处理器捕获霍尔信号测速，驱动MOSFET桥换相。所研制飞轮成功通过了地面性能与环境试验测试，实测结果：重量63 g，尺寸/mm为36×36×28，最大转速9 000 r/min，最大角动量≥ 5.5 mNms，输出力矩为≥ 0.2 mNm，功耗≤ 500 mW。2016年6月25日，该飞轮随世界首颗12U立方星＂翱翔之星＂即西北工业大学首颗卫星，搭载＂长征7号＂发射入轨，在轨服役99天直到卫星坠入大气层，工作状态良好。地面测试与飞行验证结果均表明：基于COTS的飞轮设计方案有效可行，满足卫星任务需求。
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