题目：控制力矩陀螺动力学精细建模与仿真研究

        控制力矩陀螺(Control Moment Gyroscope，CMG)是航天器重要的高精度姿态控制执行机构，但是，控制力矩陀螺由于其组成与结构特性而存在多种误差与扰动。本论文综合考虑控制力矩陀螺各主要误差与扰动，对控制力矩陀螺进行动力学精细建模，分析各种主要误差与扰动对控制力矩陀螺输出力矩精度和频谱特性的影响。

        论文首先介绍了控制力矩陀螺的组成与特点；对控制力矩陀螺存在的主要误差与扰动源进行了系统论述，结合其工作原理给出了轴承摩擦力矩、谐波齿轮减速器、永磁电机转矩波动和摩擦阻尼力矩的数学模型。

        其次，基于牛顿——欧拉法建立了控制力矩陀螺转子和框架的转动动力学方程和平动动力学方程；介绍了转子驱动电机——无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM)和框架驱动电机——正弦永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)的结构与工作原理，并给出了相应数学模型；构建了基于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM) 技术的锁相环(Phase-Locked Loop, PLL)和自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller, ADRC)的无刷直流电机转速控制方法，以及基于空间矢量脉冲宽度调制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)技术的正弦永磁同步电机转速矢量控制方法；给出了控制力矩陀螺转子系统和框架伺服系统模型，并对其性能进行了数值仿真分析。

        最后，基于牛顿——欧拉法建立了整个控制力矩陀螺的动力学精细模型；通过数值仿真得到控制力矩陀螺输出力矩精度和频谱特性的主要影响因素。