水下作業(yè)具有危險性、不確定性以及活動空間受限的特點,水下無人航行器（Unmaned Underwater Vehicle,UUV）因其具有體積小、長續(xù)航能力、靈活機動和強搭載能力的優(yōu)勢,正在科學(xué)考察、民用經(jīng)濟以及軍事作戰(zhàn)等方面發(fā)揮著越來越顯著的價值。旋轉(zhuǎn)式作動器是UUV實現(xiàn)天線升降及舵片擺動的驅(qū)動機構(gòu)。由于UUV系統(tǒng)是一個“人難在回路”的復(fù)雜自主控制系統(tǒng),采取有效的控制手段使旋轉(zhuǎn)式作動器實現(xiàn)上面級的指令對提高其安全性及可靠性具有重要意義。本課題立足于哈爾濱工程大學(xué)北颯海洋裝置與控制技術(shù)研究所的某型號UUV項目進行了旋轉(zhuǎn)式作動器控制系統(tǒng)的研制。本文方案設(shè)計部分介紹了旋轉(zhuǎn)作動器總體（控制）方案設(shè)計、減速機構(gòu)的設(shè)計、軟硬件設(shè)計等,控制系統(tǒng)采用“位置環(huán)”嵌套“速度環(huán)”的雙閉環(huán)PID控制算法,經(jīng)閉環(huán)矢量控制驅(qū)動電機按照給定的旋轉(zhuǎn)方向和速度平穩(wěn)運轉(zhuǎn),進而實現(xiàn)天線升降。對于產(chǎn)品在深海環(huán)境進行長時間工作的工況,進行了有針對性的可靠性設(shè)計及核算。最后經(jīng)過實驗及仿真針對兩種PWM調(diào)制方式的進行了對比論證,得出了對于硬件性能相對飽和的控制工況中（如大負(fù)載受控下降過程等）,“雙斬”PWM調(diào)制的輸出更為平穩(wěn),可... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)總體方案示意圖

8圖2-1系統(tǒng)總體方案示意圖航行器上的控制系統(tǒng)將功率電、控制電、控制指令(包括輸出軸旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速大小等)通過水密電纜輸送、發(fā)送給旋轉(zhuǎn)式作動器�？刂乞�(qū)動器通過RS485總線接收控制系統(tǒng)的位置命令，DSP收集轉(zhuǎn)子位置反饋信號，并將收集的數(shù)據(jù)信息，通過FPGA軟件傳遞給檢測系統(tǒng)。將位置反饋信號與控制命令進行對比，共同進行PID控制，最終完成閉環(huán)控制，并輸出六路PWM控制信號控制功率電子管的通斷，完成電機的位置閉環(huán)控制。同時，采集并監(jiān)控電機的電流信號、電壓信號、轉(zhuǎn)子位置信號等，并將信號通過RS485總線反饋給控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用“速度、位置”雙閉環(huán)控制策略算法，經(jīng)閉環(huán)矢量控制驅(qū)動電機按照給定的旋轉(zhuǎn)方向和速度平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)天線升降。控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2-2所示。圖2-2控制系統(tǒng)原理框圖

BLDC電機的運行原理框圖


本文編號：3060271