電動舵機(jī)系統(tǒng)是一種復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng)，同時也是一種高精度的位置伺服系統(tǒng)，對飛行器的姿態(tài)控制具有重要影響。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，先進(jìn)空空導(dǎo)彈廣泛采用速度快、精度高、功率重量比大、可靠性可維護(hù)性好的全數(shù)字化伺服舵機(jī)系統(tǒng)。為滿足先進(jìn)中遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈高性能伺服舵機(jī)系統(tǒng)的要求，本文設(shè)計(jì)了一種基于永磁同步電動機(jī)（PMSM）的伺服電動舵機(jī)，并對舵機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和控制策略分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。針對未來空空導(dǎo)彈傾斜轉(zhuǎn)彎控制（BTT）技術(shù)的要求，設(shè)計(jì)的電動舵機(jī)綜合了氣動力控制和推力矢量控制，且推力矢量噴口可直接產(chǎn)生彈體滾轉(zhuǎn)力矩。與無刷直流電動機(jī)相比，永磁同步電動機(jī)更適合作為高精度位置伺服系統(tǒng)的動力源。在討論負(fù)載鉸鏈力矩影響基礎(chǔ)上分析了舵回路的構(gòu)成，然后建立了PMSM的數(shù)學(xué)模型并研究其矢量控制方式，并基于極坐標(biāo)系研究一種新的矢量控制方法。為進(jìn)一步減小舵機(jī)重量、提高其可靠性，采用無傳感器技術(shù)，并設(shè)計(jì)了基于平方根容積卡爾曼濾波器（SCKF）的轉(zhuǎn)速/位置觀測器�；贛ATLAB/Simulink仿真平臺建立了集SVPWM、PMSM以及SCKF觀測器的電動舵機(jī)仿真模型，對所提出的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證與研究。 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電動舵機(jī)的工作原理及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電動舵機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.2 電動舵機(jī)的研究狀況
    1.3 永磁同步電動機(jī)及其控制技術(shù)
        1.3.1 永磁同步電動機(jī)特點(diǎn)及分類
        1.3.2 PMSM典型控制方式
        1.3.3 無傳感器PMSM控制技術(shù)
    1.4 舵機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般要求
    1.5 課題的主要研究內(nèi)容
第二章 電動舵機(jī)的總體設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 空空導(dǎo)彈的飛行方式和特點(diǎn)
    2.3 電動舵機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理
    2.4 負(fù)載特性及其對電動舵機(jī)性能的影響
        2.4.1 舵面的負(fù)載特性
        2.4.2 鉸鏈力矩對舵機(jī)工作的影響
    2.5 舵回路設(shè)計(jì)
    2.6 舵面鎖制器設(shè)計(jì)
    2.7 本章小結(jié)
第三章 永磁同步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型及矢量控制
    3.1 引言
    3.2 坐標(biāo)變換
    3.3 永磁同步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.3.1 PMSM在定子靜止兩相坐標(biāo)系下的磁鏈方程和電壓方程
        3.3.2 PMSM在轉(zhuǎn)子兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的磁鏈方程和電壓方程
        3.3.3 PMSM轉(zhuǎn)矩方程和運(yùn)動方程
        3.3.4 PMSM狀態(tài)方程
    3.4 PMSM的矢量控制
        3.4.1 傳統(tǒng)矢量控制方式
        3.4.2 基于極坐標(biāo)系的矢量控制方式
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于SCKF的永磁同步電動機(jī)狀態(tài)觀測
    4.0 引言
    4.1 非線性狀態(tài)估計(jì)理論及新進(jìn)展
    4.2 容積卡爾曼濾波原理
    4.3 標(biāo)準(zhǔn)容積卡爾曼濾波算法
    4.4 平方根容積卡爾曼估計(jì)器設(shè)計(jì)
    4.5 PMSM轉(zhuǎn)子初始位置確定
    4.6 本章小結(jié)
第五章 電動舵機(jī)仿真及研究
    5.1 引言
    5.2 帶轉(zhuǎn)速/位置傳感器電動舵機(jī)仿真模型的建立與仿真
    5.3 帶SCKF估計(jì)器的電動舵機(jī)仿真模型的建立與仿真
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和申請專利


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3284297