本文關(guān)鍵詞：三冗余電動伺服系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著高比功率電源技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,電動伺服系統(tǒng)逐漸進入實用階段。電動伺服系統(tǒng)具有組成簡潔、能源利用效率高、無漏油漏氣、測試維護方便等顯著優(yōu)點,已經(jīng)開始應(yīng)用在運載火箭上與搖擺發(fā)動機進行推力矢量控制。本文旨在設(shè)計一套三冗余電動伺服系統(tǒng),制定冗余管理策略提高可靠性,并進行仿真及測試試驗。首先,設(shè)計三冗余電動伺服系統(tǒng)的總體方案,從結(jié)構(gòu)設(shè)計和電氣控制兩部分出發(fā),分別給出了原理分析和設(shè)計方;根據(jù)系統(tǒng)的工作模式設(shè)計了系統(tǒng)冗余總體方案。其次,基于對三冗余伺服系統(tǒng)故障模式的分析,對信號級、控制級和傳動結(jié)構(gòu)的故障模式針對性的設(shè)計了冗余管理措施進行解決;接著結(jié)合應(yīng)用條件對信號表決方案、故障監(jiān)控方案、系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)、過載分離機構(gòu)等進行詳細設(shè)計。再次,建立三冗余電動伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,重點對電機模型、傳遞特性、負載匹配性等進行參數(shù)優(yōu)化研究,并進行數(shù)學(xué)仿真計算,確定最佳控制算法;接著對冗余管理策略和工作性能進行驗證。最后,研制原理樣機并搭建負載匹配試驗平臺,進行了詳細試驗研究,通過真實測試和仿真計算結(jié)果的差異分析調(diào)整控制參數(shù),保證系統(tǒng)性能,驗證系統(tǒng)方案的可實施性。本論文在三冗余電動伺服系統(tǒng)的設(shè)計過程中,給出了較為全面的系統(tǒng)設(shè)計方案和冗余管理方案,針對工作特性進行了詳細仿真計算和測試試驗,并確定了控制算法及參數(shù),試驗數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果一致,取得了較好效果。
【關(guān)鍵詞】：三冗余 冗余管理 可行性分析 電動伺服系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V448.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 冗余伺服系統(tǒng)概述9-10
• 1.2 冗余伺服系統(tǒng)發(fā)展和現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要研究內(nèi)容12-13
• 第2章 三冗余電動伺服系統(tǒng)方案分析13-22
• 2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計13-14
• 2.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計14-15
• 2.3 故障模式分類15-19
• 2.4 冗余方案設(shè)計19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-22
• 第3章 三冗余電動伺服系統(tǒng)冗余管理22-43
• 3.1 故障模式研究22-25
• 3.2 信號表決方案分析25-28
• 3.3 故障監(jiān)控策略研究28-32
• 3.4 系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)研究32-33
• 3.5 電動機轉(zhuǎn)軸卡滯故障解決方法研究33-39
• 3.6 過載荷分離裝置研究39-42
• 3.6.1 摩擦式過載荷分離裝置39-40
• 3.6.2 牙嵌式過載荷分離裝置40-41
• 3.6.3 永磁式過載荷分離裝置41-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第4章 三冗余電動伺服系統(tǒng)設(shè)計與仿真43-56
• 4.1 無刷直流電動機模型43-45
• 4.2 系統(tǒng)傳動環(huán)節(jié)模型45-46
• 4.2.1 齒輪減速器設(shè)計45-46
• 4.2.2 滾珠絲杠選型46
• 4.3 三冗余反饋電位計模型46
• 4.4 系統(tǒng)負載模型46-48
• 4.5 系統(tǒng)負載效應(yīng)48-50
• 4.6 系統(tǒng)控制策略50-51
• 4.6.1 位置控制策略50-51
• 4.6.2 三通道電流平衡策略51
• 4.7 系統(tǒng)仿真及分析51-55
• 4.7.1 三冗余表決策略驗證53
• 4.7.2 故障通道監(jiān)測控制驗證53-54
• 4.7.3 系統(tǒng)重構(gòu)狀態(tài)性能仿真及分析54-55
• 4.8 本章小結(jié)55-56
• 第5章 三冗余電動伺服系統(tǒng)測試試驗56-65
• 5.1 測試試驗裝置56
• 5.2 測試技術(shù)指標56-57
• 5.3 無故障狀態(tài)性能測試57-59
• 5.3.1 無故障狀態(tài)位置特性測試57-58
• 5.3.2 無故障狀態(tài)暫態(tài)特性測試58
• 5.3.3 無故障狀態(tài)頻率特性測試58-59
• 5.4 單通道故障狀態(tài)性能測試59-61
• 5.4.1 單通道故障狀態(tài)位置特性測試59
• 5.4.2 單通道故障狀態(tài)暫態(tài)特性測試59-60
• 5.4.3 單通道故障狀態(tài)頻率特性測試60-61
• 5.5 系統(tǒng)重構(gòu)狀態(tài)性能測試61-64
• 5.5.1 系統(tǒng)重構(gòu)狀態(tài)位置特性測試61
• 5.5.2 系統(tǒng)重構(gòu)狀態(tài)暫態(tài)特性測試61-62
• 5.5.3 系統(tǒng)重構(gòu)狀態(tài)頻率特性測試62-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻67-71
• 附錄71-76
• 致謝76-77
• 個人簡歷77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：1027834