隨著電機技術、伺服控制技術的快速發(fā)展,電動舵機的機械性能和控制性能不斷提高,使得其在全電飛機和高機動性飛機上的應用成為了可能,在未來飛行器中擁有十分廣闊的前景。與此同時,對電動舵機的跟蹤性能提出了更高要求,然而間隙、摩擦和彈性形變等非線性特性的存在嚴重影響了它的靜動態(tài)性能,容易造成系統(tǒng)的跟蹤誤差增大、驅(qū)動延遲、低速“爬行”或極限環(huán)振蕩等現(xiàn)象,從而制約了飛行器控制品質(zhì)的提高。因此,必須采取適當?shù)拇胧﹣硐驕p小這些非線性特性所帶來的不利影響,以提高系統(tǒng)的跟蹤精度。本文在總結相關領域研究現(xiàn)狀的基礎上,以某型號電動舵機為研究對象,對常規(guī)建模中簡化甚至忽略的非線性特性進行理論研究和仿真分析,建立非線性因素耦合下的電動舵機模型,最后針對新模型中部分參數(shù)未知并且易受負載擾動影響的特點,進行自適應魯棒控制(ARC)研究。本文的主要工作包括幾個方面:1.依據(jù)電動舵機關鍵技術研究現(xiàn)狀,對本文研究對象的系統(tǒng)組成、結構原理進行介紹。同時采用機理建模的方法建立電動舵機系統(tǒng)的二階模型,對其進行雙閉環(huán)PI控制,最終完成仿真驗證和性能分析。所得到的時域、頻域特性表明,電動舵機模型滿足性能指標。2.綜合考慮電動舵機系...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電動舵機及其關鍵技術研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電動舵機研究現(xiàn)狀
        1.2.2 電動舵機關鍵技術研究現(xiàn)狀
        1.2.3 電動舵機國內(nèi)外發(fā)展趨勢
    1.3 電動舵機非線性特性建模及控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 影響電動舵機系統(tǒng)性能的非線性特性
        1.3.2 自適應魯棒控制研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要工作及內(nèi)容安排
第二章 電動舵機系統(tǒng)建模與性能分析
    2.1 電動舵機系統(tǒng)的組成與結構
        2.1.1 電動舵機系統(tǒng)組成
        2.1.2 電動舵機系統(tǒng)傳動結構
        2.1.3 電動舵機系統(tǒng)驅(qū)動結構
        2.1.4 電動舵機系統(tǒng)控制結構
    2.2 電動舵機系統(tǒng)建模
        2.2.1 無刷直流電機建模
        2.2.2 其他部分建模
        2.2.3 電動舵機系統(tǒng)整體模型
    2.3 電動舵機系統(tǒng)性能分析
        2.3.1 電動舵機系統(tǒng)性能指標
        2.3.2 電動舵機系統(tǒng)負載分析
        2.3.3 電動舵機模型仿真與分析
    2.4 本章小結
第三章 電動舵機系統(tǒng)非線性特性建模與分析
    3.1 電動舵機系統(tǒng)非線性特性研究方案
        3.1.1 典型非線性特性
        3.1.2 電動舵機系統(tǒng)非線性特性來源
        3.1.3 電動舵機系統(tǒng)非線性特性研究方案
    3.2 非線性特性建模與仿真
        3.2.1 死區(qū)模型
        3.2.2 飽和模型
        3.2.3 死區(qū)間隙模型
        3.2.4 LuGre摩擦模型
        3.2.5 非線性特性仿真及分析
    3.3 本章小結
第四章 基于Backstepping的電動舵機自適應控制
    4.1 Backstepping設計方法
    4.2 基于Backstepping的自適應控制
        4.2.1 自適應控制方法
        4.2.2 自適應Backstepping設計
    4.3 電動舵機系統(tǒng)自適應控制器設計
        4.3.1 考慮非線性的電動舵機系統(tǒng)建模
        4.3.2 自適應補償控制器設計
    4.4 數(shù)值仿真及結果分析
    4.5 本章小結
第五章 電動舵機自適應魯棒控制
    5.1 確定性魯棒控制
        5.1.1 確定性魯棒控制基本原理
        5.1.2 確定性魯棒控制仿真驗證
    5.2 自適應魯棒控制
        5.2.1 基于光滑投影的自適應魯棒控制
        5.2.2 基于非光滑投影的自適應魯棒控制
    5.3 自適應魯棒控制器設計
    5.4 仿真及結果分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文



本文編號：3753177