采用磁悬浮飞轮的航天器微振动主动抑振方法研究

来源：振动与冲击杂志2025年第24期北京时间：

作者：罗青qingluo@nudt，于涛，张激扬，周珞晶，樊亚洪，罗睿智

单位：1.国防科技大学空天科学学院， 长沙410073；2.北京控制工程研究所，北京100090

摘要：磁悬浮飞轮具有摩擦更低、超高转速等诸多优势，是高精度航天器理想的姿态控制执行机构。磁悬浮飞轮的磁轴承力主动可调，与惯性作动器的工作原理极为相似。基于该原理，创新性地提出采用磁悬浮飞轮作为主动作动器，对航天器结构微振动进行抑制。首先，选取磁悬浮飞轮及其安装的航天器舱板结构作为研究对象，分析两者之间的相互作用及运动学关系，建立了磁悬浮飞轮与舱板结构的耦合动力学与控制模型；然后，利用该模型分别对系统的稳定性、动力学特性进行了数值仿真，并通过振动能量流动特性对比分析了主动抑振前后的振动传递规律。结果表明，磁悬浮飞轮不仅可以降低航天器舱板结构的整体微振动传递，还可以消减舱板上指定位置处的微振动响应，在100Hz以内频率范围的消振效果尤为明显。研究结果验证了采用磁悬浮飞轮进行结构主动振动抑制的可行性，为磁悬浮飞轮在航天器上进行姿控、储能、抑振等多功能一体化应用提供了技术支撑。<br>

关键词：航天器结构；磁悬浮飞轮；微振动抑制；主动作动器