Model 750控制力矩陀螺系统由电动机械设备、实时控制单元、ECP软件三个子系统组成。用户在ECP软件中编写控制算法，然后将其下载到DSP板上，DSP板根据控制算法产生相应的控制信号输出到控制箱，控制箱输出系统电动机构的电机的驱动电压。三者之间的关系如图2.1所示。

图2.1 Model 750系统组成

2.1  电动机械设备

Model 750系统的电动机构如图2.2所示。图中标出了系统的四个转动轴。

该设备由CMG机械系统及其驱动器和传感器构成。其中，两个稀土永磁式直流电机可用来驱动机械系统运动，四个高分辨率的编码器可以提供精确的框架角位置反馈，低阻尼的滑环用于传递各个框架的信号。

CMG机械系统如图2.3所示。铜转子D悬挂在拥有四个自由度的设备上，它的旋转力矩由电机1提供，角位置通过光电编码器1测量。电机2驱动框架C，编码器2可测量其相对于框架B的角位置。框架B绕轴3旋转，其相对于A的角位置由编码器3测量。框架A绕轴4旋转，编码器4测量其相对于惯性坐标系的位置。

图2.2 系统的电动机构                          图2.3 CMG机械系统

框架B绕轴3的运动以及框架A绕轴4的运动可以通过控制箱上的抱闸——闸3和闸4来控制。若锁紧抱闸，则相应轴的运动被锁定，由此可以降低系统运动的自由度。

此外，框架A，B，C上分别安装有惯性开关。当框架A和B的转动速率超过一定值或框架C的运动超过一定的位置时，惯性开关动作，造成控制箱断电，从而保证系统的安全性。

2.2  实时控制单元

如图2.1所示，Model 750系统的实时控制单元由DSP板和控制箱两部分组成。

DSP板如图2.4所示，安装于PC中。它用于执行控制算法、生成跟踪路径、采集数据和系统输入输出，同时对系统进行安全监测。它支持从简单到复杂的控制策略，最高可以1.1kHz的速率执行控制算法，因此，系统不受高阶滤波器和连续控制算法的限制。DSP包括两个标准的和两个可选的D/A转换器。其中，两个标准的D/A转换器为控制箱提供控制信号，两个可选的可用于输出系统实时的模拟状态，通过示波器或绘图仪来观察这些信号。D/A转换器的数字量输入范围为-32768~+32768，对应输出模拟电压范围为-10V~+10V。此外，DSP还不停地监测系统是否存在超速、超限、过流等现象，为系统的安全运行及可靠性提供了保障。DSP板所有的输入输出信号都经过光电隔离，从而可以减小噪声的干扰。

图2.4 DSP板

控制箱外观图、面板示意图分别如图2.5和图2.6所示。控制箱采取了一系列的措施来保证系统可靠运行，例如安装有辅助电源、光电隔离、电路保险丝等。箱内有伺服电源、辅助电源、放大器、辅助D/A转换器等。控制箱通过扁平电缆分别连接到Model 750的机械设备和DSP板。面板上有轴3和轴4的抱闸开关，通过拨动开关使轴3或轴4的抱闸开启或关闭，控制系统的自由度。此外，可以通过电源开、关按钮来启动、关闭系统。

图2.5 控制箱外观图                       图2.6 控制箱面板示意图

2.3  ECP软件

ECP软件工作在Windows操作系统下，它是用户与系统的接口，支持控制器定义、轨迹定义、数据采集、作图等功能，控制策略的编写类似与C语言，内置的自动编译器提供了高效的下载和执行实时代码的功能。