本文關(guān)鍵詞：基于飛機(jī)舵機(jī)加載測試平臺的多余力抑制方法研究

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【摘要】：飛機(jī)在空中按軌跡飛行是靠舵機(jī)帶動舵面偏擺校正航向來實現(xiàn)的。舵機(jī)作為加載系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)構(gòu),直接關(guān)系到系統(tǒng)的跟蹤精度。目前對于電動加載系統(tǒng)研究仍處于起步階段,特別是對于多余力矩的抑制或消除成為關(guān)鍵技術(shù)難點,仍然需要進(jìn)行深入的研究攻堅。本文結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者對于多余力的研究方法,基于飛機(jī)舵機(jī)加載測試平臺對電動加載系統(tǒng)(負(fù)載模擬系統(tǒng))多余力的抑制或消除從硬件結(jié)構(gòu)和控制策略上進(jìn)行研究。根據(jù)加載控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運動特點,分析并提出了結(jié)合負(fù)載觀測器的滑膜變結(jié)構(gòu)控制方法。電動舵機(jī)伺服系統(tǒng)作為飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),是聯(lián)系飛行控制指令和操縱元件的設(shè)備,由于環(huán)境條件的復(fù)雜性和模型特性參數(shù)的不確定性,很難得到被控對象的精確數(shù)學(xué)模型,對象不確定性給伺服系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化也帶來許多困難。設(shè)計了一種基于MATLAB的電動舵機(jī)伺服系統(tǒng)參數(shù)辨識的方法,結(jié)合電動舵機(jī)伺服系統(tǒng)原理特性,在分析系統(tǒng)動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,確定系統(tǒng)模型分析方案。針對辨識所得模型,進(jìn)行基于負(fù)載觀測器的控制器設(shè)計和參數(shù)的優(yōu)化,利用MATLAB優(yōu)化設(shè)計工具箱實現(xiàn)了控制律參數(shù)的自動調(diào)節(jié),并結(jié)合滑膜變結(jié)構(gòu)控制的特點從控制策略上對系統(tǒng)進(jìn)行研究。實現(xiàn)以TMS320F2812 DSP作為控制器核心,利用LabWindows/CVI與MATLAB的混合編程設(shè)計了系統(tǒng)上位機(jī)。最后針對電動加載系統(tǒng)性能指標(biāo),對整個加載系統(tǒng)進(jìn)行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明,文中設(shè)計的整套控制方案切實可行,實驗波形比較理想,電機(jī)運行可靠,各項性能指標(biāo)均能達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：電動加載 多余力 負(fù)載觀測器 滑膜變結(jié)構(gòu)控制 MATLAB工具箱
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 多余力抑制及永磁同步電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 多余力抑制方法10-11
• 1.2.2 永磁同步電動機(jī)控制技術(shù)發(fā)展11-12
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排及主要研究內(nèi)容概述12-14
• 第二章 舵機(jī)加載測試平臺方案設(shè)計與建模14-28
• 2.1 電動加載系統(tǒng)介紹14-16
• 2.1.1 電動加載系統(tǒng)的基本原理及組成14-15
• 2.1.2 基于MATLAB的電動加載系統(tǒng)15
• 2.1.3 系統(tǒng)部分技術(shù)指標(biāo)及功能要求15-16
• 2.2 電動加載系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立16-21
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及類型16
• 2.2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.2.3 永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制模型18-21
• 2.3 系統(tǒng)辨識模型建立研究21-27
• 2.3.1 系統(tǒng)辨識概述21
• 2.3.2 系統(tǒng)辨識的方法及步驟21-23
• 2.3.3 電動加載系統(tǒng)模型分析23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 多余力的分析及抑制控制策略研究28-38
• 3.1 多余力問題及消除方案28-29
• 3.1.1 加載系統(tǒng)多余力的定義28
• 3.1.2 加載系統(tǒng)多余力的產(chǎn)生28-29
• 3.1.3 加載系統(tǒng)多余力的抑制消除方案29
• 3.2 滑膜變結(jié)構(gòu)控制基本原理29-32
• 3.2.1 滑膜變結(jié)構(gòu)的定義29-31
• 3.2.2 滑膜控制器設(shè)計基本方法31
• 3.2.3 滑膜控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析31-32
• 3.3 滑膜控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵問題分析32-34
• 3.3.1 最佳趨近律的選擇32-33
• 3.3.2 系統(tǒng)抖振問題的產(chǎn)生及分析33-34
• 3.4 基于負(fù)載觀測器的控制器設(shè)計34-36
• 3.4.1 負(fù)載觀測器的設(shè)計34-35
• 3.4.2 負(fù)載觀測器的實現(xiàn)35-36
• 3.4.3 系統(tǒng)速度環(huán)控制器的設(shè)計36
• 3.5 基于滑膜趨近律的負(fù)載跟蹤控制器的設(shè)計36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計38-48
• 4.1 系統(tǒng)的總體硬件構(gòu)成38
• 4.2 控制器硬件電路設(shè)計38-47
• 4.2.1 DSP最小系統(tǒng)及其外圍電路39-40
• 4.2.2 控制電源電路40-41
• 4.2.3 AD校準(zhǔn)及采樣調(diào)理電路41-42
• 4.2.4 模擬給定電路42-43
• 4.2.5 光編信號采集電路43-44
• 4.2.6 通信電路44-45
• 4.2.7 隔離電路45
• 4.2.8 保護(hù)電路45-47
• 4.2.9 指示燈電路47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第五章 系統(tǒng)軟件方案設(shè)計48-54
• 5.1 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)48
• 5.2 DSP控制程序48-50
• 5.2.1 DSP主循環(huán)程序模塊49
• 5.2.2 初始化子程序模塊49-50
• 5.3 基于MATLAB的DSP程序代碼自動生成50-52
• 5.4 上位機(jī)軟件設(shè)計52-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 第六章 實驗結(jié)果與分析54-64
• 6.1 調(diào)試步驟54-55
• 6.2 實驗結(jié)果55-63
• 6.3 結(jié)論63
• 6.4 本章小結(jié)63-64
• 第七章 總結(jié)與展望64-67
• 7.1 課題工作總結(jié)64
• 7.2 研究過程中遇到的問題64-65
• 7.3 展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73

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本文編號：752190