本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)靜液作動(dòng)器調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)是航空技術(shù)的重要研究方向,也是飛機(jī)控制和駕駛部分的關(guān)鍵技術(shù)。隨著飛機(jī)速度的提高及綜合性能的提升,對(duì)飛機(jī)的作動(dòng)系統(tǒng)提出了更高的要求。電動(dòng)靜液作動(dòng)器(EHA)是機(jī)電液控一體化緊密結(jié)合的復(fù)雜系統(tǒng),以其優(yōu)良的可靠性、維修性及高效率等突出優(yōu)點(diǎn)受到越來越多的關(guān)注,逐漸成為飛行作動(dòng)系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。目前,國內(nèi)對(duì)飛機(jī)電動(dòng)靜液作動(dòng)器的研究仍處于起步階段,本文主要針對(duì)EHA關(guān)鍵技術(shù)調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究。具體研究?jī)?nèi)容和研究成果如下：(1)首先介紹了EHA的基本結(jié)構(gòu)和其采用的高速高壓(270V)直流無刷電機(jī)的特殊性,選擇合適的電機(jī)調(diào)速方案。全面分析與論述了EHA電機(jī)控制調(diào)速的實(shí)現(xiàn)原理與工作過程,提出了調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化基本步驟。(2)根據(jù)EHA的工作原理,建立了電機(jī)調(diào)速的控制模型與液壓泵、作動(dòng)筒模型,分析了EHA中調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,明確了優(yōu)化對(duì)象。通過分析系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了合適的控制器。采用在電流環(huán)與轉(zhuǎn)速環(huán)中加入可變參數(shù)PID控制器來實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的雙閉環(huán)反饋控制。(3)介紹了PID控制器的設(shè)計(jì)方法及遺傳算法、粒子群算法的基本原理。以電機(jī)調(diào)速模型中輸出轉(zhuǎn)速的ITAE(誤差絕對(duì)值對(duì)時(shí)間積分)指標(biāo)作為主要尋優(yōu)指標(biāo),采用MATLAB工具為平臺(tái),分別用改進(jìn)的遺傳算法、粒子群算法對(duì)調(diào)速系統(tǒng)中PID控制器參數(shù)進(jìn)行整定優(yōu)化,以不同負(fù)載情況下PID調(diào)節(jié)器參數(shù)為樣本建立擬合方程實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)可變,使調(diào)速系統(tǒng)在不同負(fù)載條件下具備良好的響應(yīng)及抗擾性能。(4)結(jié)合實(shí)際情況,采用DSP芯片作為電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制器,對(duì)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì),并論述了基于DSP為硬件平臺(tái)數(shù)字PID調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)及PWM信號(hào)的產(chǎn)生。本文以電動(dòng)靜液作動(dòng)器為研究對(duì)象,遵循盡可能減小驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的優(yōu)化準(zhǔn)則,以縮短輸出轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)間為主要優(yōu)化目標(biāo),對(duì)EHA調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)及優(yōu)化。經(jīng)過算法整定尋優(yōu),找到多組在不同負(fù)載情況下的最佳PID調(diào)節(jié)器參數(shù),通過建立擬合方程,實(shí)現(xiàn)了調(diào)速系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)節(jié),使EHA系統(tǒng)具有更好的響應(yīng)性及魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)靜液作動(dòng)器 調(diào)速系統(tǒng) 遺傳算法 粒子群算法
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249;V227
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外電動(dòng)靜液作動(dòng)器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)10-12
• 1.2.1 電動(dòng)靜液作動(dòng)器在國外的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)10-12
• 1.2.2 電動(dòng)靜液作動(dòng)器在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)12
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)與主要內(nèi)容12-14
• 2 EHA工作原理與其整體調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型14-32
• 2.1 EHA工作原理14-15
• 2.2 EHA用270V高壓無刷直流電機(jī)15-21
• 2.2.1 EHA用高壓無刷直流電機(jī)的特殊性15-16
• 2.2.2 EHA用無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)與原理16-18
• 2.2.3 EHA用無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.3 EHA用無刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)21-28
• 2.3.1 雙閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)速22-24
• 2.3.2 雙閉環(huán)系統(tǒng)的啟動(dòng)過程24-26
• 2.3.3 雙閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型26-28
• 2.4 EHA作動(dòng)部件對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的影響28-31
• 2.4.1 泵與作動(dòng)筒的模型28-30
• 2.4.2 EHA整體調(diào)速模型與調(diào)速系統(tǒng)性能要求30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 可變PID控制器與優(yōu)化算法32-41
• 3.1 PID控制的基本原理32-33
• 3.2 可變PID參數(shù)設(shè)計(jì)方法33-36
• 3.3 遺傳算法36-38
• 3.3.1 遺傳算法的原理36-37
• 3.3.2 遺傳算法的優(yōu)勢(shì)與不足37-38
• 3.4 粒子群算法38-40
• 3.4.1 粒子群算法的原理38-39
• 3.4.2 粒子群算法與遺傳算法比較39-40
• 3.5 基于擬合方程的可變PID調(diào)節(jié)40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 4 EHA調(diào)速系統(tǒng)可變PID控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)41-58
• 4.1 調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)41-43
• 4.2 電流內(nèi)環(huán)PID控制器設(shè)計(jì)43-45
• 4.3 轉(zhuǎn)速外環(huán)可變PID控制器設(shè)計(jì)45-55
• 4.3.1 電流內(nèi)環(huán)的簡(jiǎn)化45-46
• 4.3.2 算法的收斂性與改進(jìn)46-47
• 4.3.3 算法優(yōu)化的可行域求解47-50
• 4.3.4 基于改進(jìn)遺傳算法的PID優(yōu)化整定50-53
• 4.3.5 基于改進(jìn)粒子群算法的PID優(yōu)化整定53-55
• 4.4 可變PID控制器與調(diào)速性能測(cè)試55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 5 基于DSP的EHA調(diào)速系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)58-67
• 5.1 EHA控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)58-59
• 5.2 DSP芯片TMS320F281259-63
• 5.2.1 TMS320F2812介紹59-60
• 5.2.2 DSP數(shù)字PID調(diào)節(jié)60-61
• 5.2.3 PWM信號(hào)的產(chǎn)生61-63
• 5.3 功率驅(qū)動(dòng)電路63-64
• 5.4 檢測(cè)與隔離電路64-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 附錄A 改進(jìn)遺傳算法程序71-75
• 附錄B 改進(jìn)粒子群算法程序75-77
• 附錄C 適度值計(jì)算程序77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況78-79
• 致謝79-80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 金霞;段富海;;基于GO法的電動(dòng)靜液作動(dòng)器可靠性分析[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

2 李軍,付永領(lǐng),王占林;機(jī)載電靜液作動(dòng)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 馬瑞卿;侯紅勝;楊白明;;270V高壓無刷直流電動(dòng)機(jī)速度閉環(huán)控制器[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2009年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳辰;基于ISIGHT的電靜液作動(dòng)器結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：313988