本发明涉及一种三轴姿态控制系统，属于电机驱动系统领域。
背景技术：
1、随着航天技术的蓬勃发展，开发和探索深空的频率越来越高，航天系统越来越复杂。然而，航天技术的风险性非常高，在带来巨大效益的同时也会因航天器的设计不当造成巨大的损失。
2、为了对项目的技术可靠性做出评估，在航天工程实际实施前，常常需要进行仿真。其分为虚拟仿真和实物仿真两种形式。虚拟仿真通常在unity，vrep，gazebo等物理引擎中进行。由于接触不到实物，无法对实物性能做出测试，结果参考性不高。一般航天器实际发射前需另外做实物仿真。
3、传统的航天器实物仿真架构多采用气浮式、悬吊式等结构，其可对航天器实物性能做出完整、真实的测试。虽仿真效果好，但占地面积巨大、价格昂贵，仅适合于研究所内的少数试验，难以推广。
4、随着航天技术的普及化需求和彰显航天文化价值的需要，出现了很多小型化，低成本，高可靠性的航天器实物仿真平台，这些航天器实物仿真平台均需要一套低成本、高可靠性的电机控制系统来控制飞轮执行器，进而完成姿态控制实验。
技术实现思路
1、针对如何为小型航天器实物仿真平台提供低成本、高可靠性控制系统的问题，本发明提供一种三轴姿态控制系统。
2、本发明的一种三轴姿态控制系统，用于控制空心球体设备的姿态，所述控制系统包括电源、主控板、三个驱动板、三个飞轮执行器和陀螺仪板；
3、三个驱动板各驱动一个飞轮执行器；
4、主控板向三个驱动板分发姿态控制指令；
5、电池与第一个驱动板、第一个驱动板与第二个驱动板、第二个驱动板和第三个驱动板、第三个驱动板和主控板之间采用接口级联的方式进行供电和can通信；
6、主控板包括1号单片机、1号电源控制电路和1号can通信芯片；1号can通信芯片和1号单片机连接，通过接口输入的供电电流进入1号电源控制电路，1号电源控制电路转换成需要的电压为1号单片机和1号can通信芯片提供工作电源；
7、每个驱动板包括2号单片机、2号电源控制电路和2号can通信芯片；2号can通信芯片和2号单片机连接，通过接口输入的供电电流进入2号电源控制电路，2号电源控制电路转换成需要的电压为2号单片机和2号can通信芯片提供工作电源；
8、陀螺仪板用于获取空心球体设备的实时加速度与角速度，并通发送给1号单片机；
9、1号单片机根据空心球体设备的实时加速度与角速度，获取姿态控制指令，并通过1号can通信芯片和2号can通信芯片发送给相应驱动板的2号单片机；
10、三个驱动板的2号单片机根据收到的姿态控制指令，向相应的飞轮执行器发送驱动信号；
11、所述三个飞轮执行器分别安装在以球心为圆心的正交坐标系的x轴、y轴、z轴上；
12、每个飞轮执行器的旋转产生的反作用力矩会使空心球体设备绕飞轮执行器的旋转方向进行姿态机动，三个飞轮执行器的作用相互组合，实现空心球体设备的三维姿态机动。
13、作为优选，所述驱动板还包括电流采样芯片、mos管桥式电路，电机接口和栅极驱动器；
14、2号单片机的控制指令输出端与栅极驱动器的控制指令输入端连接，栅极驱动器输出开关控制信号至mos管桥式电路，所述开关控制信号用于控制mos管桥式电路中mos管的开关；
15、mos管桥式电路将通过接口输入的供电电流向飞轮执行器供电；
16、电流采样芯片采集飞轮执行器的实时电流，并传输给2号单片机，2号单片机对所述电流进行解算完成电流环闭环控制。
17、作为优选，所述驱动板还包括2号调试接口，2号单片机通过2号调试接口与上位机连接，用于将上位机的调试程序输入至2号单片机。
18、作为优选，所述主控板还包括1号调试接口，1号单片机通过1号调试接口与上位机连接，用于将上位机的调试程序输入至1号单片机。
19、作为优选，主控板还包括无线通信模块和手持终端，1号单片机通过无线通信模块与手持终端连接，手持终端通过无线通信模块向1号单片机输入姿态控制指令。
20、作为优选，1号单片机使用spi协议读取陀螺仪板上的实时加速度与角速度，使用互补滤波方法进行姿态解算，获得空心球体设备的实时姿态，结合期望姿态，使用pid算法输出姿态控制指令。
21、作为优选，飞轮执行器包括无刷电机、反作用飞轮和磁编码器板；
22、磁编码器板用于收集无刷电机的转速信息，并输出给驱动板；
23、驱动板根据接收到的姿态控制指令和无刷电机的转速信息输出驱动信号给无刷电机，无刷电机的输出轴与反作用飞轮连接。
24、作为优选，驱动板通过spi协议读取对应编码器板上的磁编码器的转速信息。
25、本发明的有益效果，本发明成本低廉可靠性高，便于推广，本发明使用大功率mos管，负载能力强；本发明可进行无限级联扩展。
1.三轴姿态控制系统，其特征在于，用于控制空心球体设备的姿态，所述控制系统包括电源、主控板、三个驱动板、三个飞轮执行器和陀螺仪板；
2.根据权利要求1所述的三轴姿态控制系统，其特征在于，所述驱动板还包括电流采样芯片、mos管桥式电路，电机接口和栅极驱动器；
3.根据权利要求1所述的三轴姿态控制系统，其特征在于，所述驱动板还包括2号调试接口，2号单片机通过2号调试接口与上位机连接，用于将上位机的调试程序输入至2号单片机。
4.根据权利要求1所述的三轴姿态控制系统，其特征在于，所述主控板还包括1号调试接口，1号单片机通过1号调试接口与上位机连接，用于将上位机的调试程序输入至1号单片机。
5.根据权利要求1所述的三轴姿态控制系统，其特征在于，所述主控板还包括无线通信模块和手持终端，1号单片机通过无线通信模块与手持终端连接，手持终端通过无线通信模块向1号单片机输入姿态控制指令。
6.根据权利要求1所述的三轴姿态控制系统，其特征在于，所述1号单片机使用spi协议读取陀螺仪板上的实时加速度与角速度，使用互补滤波方法进行姿态解算，获得空心球体设备的实时姿态，结合期望姿态，使用pid算法输出姿态控制指令。
7.根据权利要求1所述的三轴姿态控制系统，其特征在于，所述飞轮执行器包括无刷电机、反作用飞轮和磁编码器板；
8.根据权利要求1所述的三轴姿态控制系统，其特征在于，驱动板通过spi协议读取对应编码器板上的磁编码器的转速信息。
