【摘要】：飛機采用電傳操縱系統(tǒng)后,飛行舵面上的氣動力矩無法傳遞到操縱裝置,導(dǎo)致飛機操縱品質(zhì)不佳。主動側(cè)桿的桿力可根據(jù)飛機的飛行狀態(tài)實時調(diào)整,從而提高了飛機的操縱性能。本文針對主動側(cè)桿的控制方案進行了深入研究。首先,論文分析了基于力矩電機的主動側(cè)桿工作原理,建立了控制模型,設(shè)計了半閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。針對主動側(cè)桿系統(tǒng)存在的摩擦轉(zhuǎn)矩,分析并建立了兩種摩擦模型,并進行了特性分析。其次,通過對主動側(cè)桿靜態(tài)和動態(tài)桿力特性的分析,構(gòu)建了主動側(cè)桿的阻抗控制策略,提出了主動側(cè)桿在動態(tài)和靜態(tài)切換時的桿力反饋測量方法,并基于專家PID和前饋補償技術(shù)設(shè)計了桿力控制算法;采用改進的變P控制方法設(shè)計了主動側(cè)桿自動回中算法。然后,針對主動側(cè)桿的位置高精度控制問題,提出了改進自抗擾控制方法。為了克服傳統(tǒng)自抗擾控制器在過渡過程存在超調(diào)和在穩(wěn)態(tài)易發(fā)生高頻震顫等問題,提出了微分控制分離的方法。仿真結(jié)果表明,改進自抗擾控制算法可以快速跟隨隨動控制指令信號,并且可以抵抗較大的擾動力矩。最后,文中采用模塊化設(shè)計思想,設(shè)計了主動側(cè)桿的完整控制方案。設(shè)計了上位機監(jiān)控軟件,基于uC/OSII嵌入式實時操作系統(tǒng)設(shè)計了主動側(cè)桿的主控制器軟件,實現(xiàn)了主動側(cè)桿的控制,并通過實驗進行了性能測試分析。通過對工程樣機的測試,驗證了文中研究的控制方案的有效性;測試結(jié)果表明,本文研究的控制方案滿足主動側(cè)桿的功能需求和技術(shù)指標要求,具有較好的桿力特性和位置控制精度。
【圖文】：

圖 2.8 電機堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩測試平臺電機轉(zhuǎn)矩實驗使用工裝將左側(cè)電機的轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，給右側(cè)電機施加電流信號，來測量電流-轉(zhuǎn)矩如圖 2.9 所示：電流/A-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5實驗數(shù)據(jù)擬合曲線電流/A矩轉(zhuǎn)N.m/-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.6(a)主動側(cè)桿電流-轉(zhuǎn)矩擬合曲線圖 (b)主動側(cè)桿電流-轉(zhuǎn)矩擬合誤差圖圖 2.9 電機電樞電流-轉(zhuǎn)矩擬合曲線及擬合誤差圖

本文在第二章研究了主動側(cè)桿的控制模型和特性，在第三、四章分別對主動側(cè)桿的主法和位置控制算法進行了研究與分析，，保證了系統(tǒng)方案可行。本章將對主動側(cè)桿的控制方案具體實現(xiàn)，針對主動側(cè)桿系統(tǒng)控制方案的上位機監(jiān)控軟制器軟件以及俯仰和滾轉(zhuǎn)單元的軟件進行設(shè)計并實現(xiàn)，并通過實驗驗證主動側(cè)桿的主法和位置控制算法的實際性能。 主動側(cè)桿上位機監(jiān)控軟件設(shè)計主動側(cè)桿裝置要實時接收來在外部監(jiān)控軟件的控制指令，同時還要實時反饋其狀態(tài)信部要處理監(jiān)控軟件的控制指令，協(xié)調(diào)其內(nèi)部任務(wù)，以及控制俯仰軸和滾轉(zhuǎn)軸的電機。上位機監(jiān)控軟件的作用有兩個：實時向側(cè)桿模塊發(fā)送指令和實時監(jiān)控側(cè)桿的狀態(tài)。本位機監(jiān)控軟件基于 VS2010 環(huán)境，利用 MFC 工具開發(fā)而成[64]，實現(xiàn)了上位機與側(cè)桿模串口通信，以及對飛機主動側(cè)桿狀態(tài)的控制、顯示和存儲的功能。上位機的設(shè)計要點個：監(jiān)控軟件界面設(shè)計和監(jiān)控軟件的控制流程設(shè)計。(1) 監(jiān)控軟件界面設(shè)計Equation Chapter 5 Section 5
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V249.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 魏偉;戴明;李嘉全;毛大鵬;柏旭光;孫敬輝;;航空光電穩(wěn)定平臺的自抗擾控制系統(tǒng)[J];光學精密工程;2015年08期

2 梁青;王傳榜;潘金文;衛(wèi)一恒;王永;;線性自抗擾控制參數(shù)b_0辨識及參數(shù)整定規(guī)律[J];控制與決策;2015年09期

3 孟華;莊多多;;由法航AF447空難引發(fā)的對民用客機駕駛艙側(cè)桿技術(shù)的探討[J];江蘇科技信息;2014年13期

4 黃耀;王新民;姚從潮;張曉晨;;側(cè)桿負載特性及人機閉環(huán)模型研究[J];計算機仿真;2014年01期

5 王海強;黃海;;擴張狀態(tài)觀測器的性能與應(yīng)用[J];控制與決策;2013年07期

6 張銘;楊德興;許增奇;姜亞軍;;溫度補償?shù)腇BG式飛機駕駛桿力傳感器[J];傳感技術(shù)學報;2013年03期

7 趙勁松;葉正茂;沈剛;韓俊偉;;飛行模擬器操縱負荷系統(tǒng)多余力的抑制[J];哈爾濱工程大學學報;2012年08期

8 郭贛;朱熙;;基于過渡過程安排的PID控制器設(shè)計[J];宇航學報;2012年07期

9 劉斌;郭衛(wèi)東;宋傳濤;劉冠陽;;一種飛機模擬駕駛力反饋設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)[J];機械制造與自動化;2012年03期

10 龍滿林;付永領(lǐng);李光華;陳雙橋;;自抗擾算法在直流力矩電機伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];中國機械工程;2012年09期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 鄧樂;電液力反饋操縱桿及其雙向伺服控制技術(shù)研究[D];吉林大學;2007年

2 王輝;飛行模擬器操縱負荷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及原理樣機研制[D];天津大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 趙莎;伺服電機負載模擬系統(tǒng)控制策略研究[D];北京交通大學;2014年

2 丁佐權(quán);飛機主動駕駛桿控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];南京航空航天大學;2010年

3 王君龍;飛機主動駕駛桿機械結(jié)構(gòu)與控制方案研究[D];南京航空航天大學;2008年

4 黃科;力矩電機動力學性能測試研究[D];國防科學技術(shù)大學;2007年

本文編號：2685203