無人機(jī)起落架自動收放是大型無人機(jī)完成滑跑起飛和著陸的重要基礎(chǔ)。目前,大多數(shù)無人機(jī)起落架收放系統(tǒng)均采用液壓作動的結(jié)構(gòu),液壓收放系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、輸出力大、動態(tài)響應(yīng)好、定位精度高等優(yōu)勢。然而,隨著無人機(jī)向全電化發(fā)展以及使用要求的不斷提高,傳統(tǒng)的起落架液壓收放系統(tǒng)表現(xiàn)出重量大、故障率高、效率低等不足,嚴(yán)重影響無人機(jī)性能的提高,成為無人機(jī)實現(xiàn)全電化的技術(shù)瓶頸之一。因此,開展無人機(jī)起落架電樞動收放系統(tǒng)的研究具有十分重要的理論意義和實用價值。本論文以某型號無人機(jī)起落架收放系統(tǒng)為研究對象,重點開展了無人機(jī)起落架電樞動收放系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)計、無人機(jī)起落架電樞動收放控制器的設(shè)計、多電機(jī)實時多任務(wù)控制技術(shù)三個方面的研究工作。論文的主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下:(1)起落架電動收放系統(tǒng)需求分析與總體方案設(shè)計。以某型號無人機(jī)起落架電動收放系統(tǒng)為研究對象,對其進(jìn)行需求分析,確定了電動收放系統(tǒng)的功能需求和設(shè)計指標(biāo)。對電動收放系統(tǒng)進(jìn)行總體方案設(shè)計,提出了一種基于非相似雙余度設(shè)計思想的無人機(jī)起落架電樞動收放控制系統(tǒng)總體架構(gòu)。其中,主余度采用基于DSP+FPGA架構(gòu)的多電機(jī)可靠控制中心,實現(xiàn)了速度和電流雙閉環(huán)控制;備用余度采用硬件邏輯電路的數(shù)字控制器,實現(xiàn)了固定速度開環(huán)控制。(2)根據(jù)無人機(jī)起落架電樞動收放控制系統(tǒng)的總體架構(gòu),設(shè)計了起落架電樞動收放控制系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu),并研制了原理樣機(jī)。硬件電路結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括主控制單元電路設(shè)計,主驅(qū)動單元電路設(shè)計,備用控制單元電路設(shè)計以及電源電路設(shè)計。軟件設(shè)計包括DSP程序設(shè)計和FPGA程序設(shè)計。DSP作為整個驅(qū)動控制系統(tǒng)的核心,主要負(fù)責(zé)控制策略的實現(xiàn)。FPGA主要負(fù)責(zé)PWM控制信號的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)速和位置信號的采集等。(3)系統(tǒng)的研究了多電機(jī)實施多任務(wù)控制技術(shù)。解決了實時多任務(wù)控制中的兩個關(guān)鍵問題:任務(wù)分配和任務(wù)調(diào)度。(4)實驗研究。根據(jù)實驗研究條件,構(gòu)建了無人機(jī)起落架電樞動收放控制系統(tǒng)的實驗平臺,制定了完整的實驗方案,完成了主余度和備用余度功能和性能的測試實驗。
【學(xué)位單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V279
【部分圖文】：

圖 1.1 起落架的液壓控制過程Figure1.1 The hydraulic control process of the landing gear當(dāng)起落架的控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，起落架將無法進(jìn)行正常的收放，因此，設(shè)置系統(tǒng)是必不可少的。起落架無法正常放下和收回的原因有很多，例如：電源、液的冷卻或收放系統(tǒng)出錯。此時，可通過備用應(yīng)急系統(tǒng)來完成起落架的應(yīng)急驅(qū)動。操作位：通過將電氣控制指令傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行器，以帶動相應(yīng)的作動筒動作，實現(xiàn)起落架的應(yīng)急放下，然后確認(rèn)起落架鎖好。圖 1.2 為 A400M 飛機(jī)的電備份機(jī)械作動器。飛機(jī)正常飛行時，給飛機(jī)的起落放系統(tǒng)是采用液壓作為動力源，當(dāng)出現(xiàn)故障時，采用電備份的 EMA 提供應(yīng)急動[5

圖 1.1 起落架的液壓控制過程Figure1.1 The hydraulic control process of the landing gear架的控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，起落架將無法進(jìn)行正常的收放，因不可少的。起落架無法正常放下和收回的原因有很多，例如：收放系統(tǒng)出錯。此時，可通過備用應(yīng)急系統(tǒng)來完成起落架的應(yīng)通過將電氣控制指令傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行器，以帶動相應(yīng)的作動架的應(yīng)急放下，然后確認(rèn)起落架鎖好。2 為 A400M 飛機(jī)的電備份機(jī)械作動器。飛機(jī)正常飛行時，給飛采用液壓作為動力源，當(dāng)出現(xiàn)故障時，采用電備份的 EMA 提供

青 島 理 工 大 學(xué) 工 程 碩 士 學(xué) 位 論 文代初，美國空軍發(fā)生了幾起飛行事故，促使美國空軍開始實施電力作動器研究計EPAD）[31]，從而揭開了電力作動系統(tǒng)的研究序幕。EPAD 由美國空軍、NASA 和海軍共同開展，并先后在 C-130 和 C-141 運輸機(jī)的副翼[57]、F/A 戰(zhàn)斗機(jī)的副翼和、U-2S 亞音速高空偵察機(jī)的方向舵和升降舵完成了飛行試驗。圖 1.3 為美國 NA制的機(jī)載機(jī)電作動器。飛行試驗顯示，由于完全取消了內(nèi)部液壓系統(tǒng)，采用機(jī)載作動器使飛機(jī)重量更輕，效率更高，可維護(hù)性更好，大大提高了飛機(jī)的性能。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2826641