本文關(guān)鍵詞：飛機全電剎車機電作動系統(tǒng)的建模與控制方法研究

  更多相關(guān)文章： 全電剎車 機電作動系統(tǒng) 建模 控制

【摘要】：飛機全電剎車是隨著多/全電飛機的發(fā)展而誕生的一種全新的制動理念。與傳統(tǒng)的液壓剎車系統(tǒng)相比,全電剎車系統(tǒng)具有體積小、重量輕、安全性高、動態(tài)性能好等優(yōu)點。機電作動系統(tǒng)是電剎車系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng),是剎車過程中產(chǎn)生制動力矩的核心環(huán)節(jié),主要由機電作動控制器(EMAC)和機電作動器(EMA)組成。本文重點針對機電作動系統(tǒng)的建模和控制方法進(jìn)行了研究。論文首先介紹了EMAC和EMA的工作原理,結(jié)合機電作動系統(tǒng)的工作狀態(tài),研究了無刷直流電機在剎車過程中的運行狀態(tài),得出了電機在整個運行過程中包含輕載運行、正向變負(fù)載運行、短時回饋制動、反轉(zhuǎn)運行等多種狀態(tài),運行軌跡經(jīng)歷第一、三、四象限。根據(jù)EMA各組成部分的工作原理,建立了無刷直流電機、減速齒輪、滾珠絲杠的數(shù)學(xué)模型,通過試驗數(shù)據(jù)擬合得到了剎車力與活塞位移的數(shù)學(xué)關(guān)系。借鑒經(jīng)典的靜摩擦+粘滯摩擦+庫倫摩擦模型,引入剎車力這一變量,建立了EMA的摩擦力矩模型。在Matlab/Simulink環(huán)境下,搭建了機電作動系統(tǒng)的仿真模型,經(jīng)仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)對比,驗證了模型的有效性。同時,進(jìn)一步證明了在開環(huán)情況下,EMA輸出的剎車力具有遲滯特性,機電作動系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)。論文采用PI控制算法,仿真分析了剎車力單閉環(huán),剎車力、電流雙閉環(huán)以及剎車力、轉(zhuǎn)速、電流三閉環(huán)這三種結(jié)構(gòu)的控制效果。結(jié)果表明大幅度剎車力調(diào)節(jié)時,基于PI控制算法的剎車力伺服控制在任意結(jié)構(gòu)下均能夠滿足系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)精度要求。并通過對比得出三環(huán)結(jié)構(gòu)的控制效果優(yōu)于單環(huán)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。此外,為了優(yōu)化PI控制在小幅度剎車力調(diào)節(jié)時的控制精度,提出了一種基于靜摩擦+庫倫摩擦模型的摩擦力矩補償控制方法,通過提供與靜摩擦和庫倫摩擦力矩大小相等、方向相反的補償轉(zhuǎn)矩,消除了EMA摩擦力矩中的非線性分量,提高了剎車力的控制精度,減小了力伺服控制過程中的轉(zhuǎn)速死區(qū)。結(jié)合實際技術(shù)要求,采用高性能數(shù)字信號處理器(DSP)和復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)作為控制核心,闡述了EMAC的軟、硬件組成及其設(shè)計方案,搭建了電剎車機電作動系統(tǒng)的試驗平臺,對文中所涉及的部分控制方法進(jìn)行試驗。結(jié)果表明:系統(tǒng)輸出的剎車力能夠快速響應(yīng)和準(zhǔn)確跟蹤給定信號,滿足剎車系統(tǒng)控制性能要求。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V227

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沙南生,李軍;功率電傳機載一體化電作動系統(tǒng)的研究[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2004年09期

2 李軍,付永領(lǐng),王占林;機載電靜液作動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)研究[J];航空制造技術(shù);2005年11期

3 孫衛(wèi)華,裘麗華,祁曉野,王占林;電機-泵復(fù)合控制作動系統(tǒng)的建模與分析[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2005年02期

4 李軍,付永領(lǐng);多學(xué)科多目標(biāo)評價及其在電靜液作動系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];計算機集成制造系統(tǒng);2005年03期

5 齊蓉,陳明;多電飛機容錯作動系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析[J];航空計算技術(shù);2005年01期

6 郭宏;邢偉;;機電作動系統(tǒng)發(fā)展[J];航空學(xué)報;2007年03期

7 付永領(lǐng);張衛(wèi)衛(wèi);紀(jì)友哲;;電機泵閥協(xié)調(diào)控制作動系統(tǒng)的建模及仿真[J];機床與液壓;2010年11期

8 付永領(lǐng);齊海濤;王利劍;劉和松;;混合作動系統(tǒng)的工作模式研究[J];航空學(xué)報;2010年06期

9 田涌;;飛控作動系統(tǒng)通用測試環(huán)境設(shè)計[J];測控技術(shù);2010年06期

10 王e，

本文編號：1293117