發(fā)布時(shí)間：2022-12-18 21:52

　　舵機(jī)是制導(dǎo)武器導(dǎo)航控制執(zhí)行機(jī)構(gòu),其性能的優(yōu)劣會(huì)影響武器制導(dǎo)精度。在飛行控制過程中,舵機(jī)控制頻率快,位置響應(yīng)需要滿足響應(yīng)快、超調(diào)量小、精度高的需要。這要求舵機(jī)伺服電機(jī)具有實(shí)時(shí)調(diào)速功能,能進(jìn)行頻繁的啟動(dòng)、制動(dòng)。電動(dòng)舵機(jī)普遍采用電磁式伺服電機(jī),因?yàn)楣ぷ髟碇萍s,這類電機(jī)無法克服其固缺陷:啟動(dòng)慢、制動(dòng)更慢;高頻控制內(nèi)部電流波動(dòng)大;需通過減速器匹配轉(zhuǎn)速。對比之下,超聲波電機(jī)很好的克服了以上問題,電機(jī)定子通過逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能,使具有啟動(dòng)響應(yīng)快、斷電自鎖、低速力矩大等優(yōu)點(diǎn),適合作為電動(dòng)舵機(jī)伺服電機(jī)。超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理復(fù)雜,使電機(jī)動(dòng)態(tài)特性表現(xiàn)出高非線性和時(shí)變性,所以對該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)的研究一直是這一領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文從實(shí)現(xiàn)舵機(jī)位置精確控制角度出發(fā),研究行波超聲波電機(jī)舵機(jī)系統(tǒng)控制技術(shù)。根據(jù)薄板振動(dòng)理論分析電機(jī)定子行波產(chǎn)生條件,通過簡化定、轉(zhuǎn)子接觸面條件,建立用于仿真分析的電機(jī)簡化接觸模型,進(jìn)行模型計(jì)算機(jī)仿真,分析了電機(jī)對電壓幅值、驅(qū)動(dòng)頻率的響應(yīng)特性。通過SIMULIK電學(xué)工具箱搭建H橋驅(qū)動(dòng)電路,由等效電路代替電機(jī)模型,分析驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)特性,將其簡化為一階時(shí)滯慣性系統(tǒng),用于舵機(jī)控制系統(tǒng)仿真... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 超聲波電機(jī)工作機(jī)理和分類
    1.3 超聲波電機(jī)舵機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展
        1.3.1 超聲波電機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 超聲波電機(jī)舵機(jī)系統(tǒng)及研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究主要內(nèi)容
2 行波超聲波電機(jī)運(yùn)作機(jī)理分析
    2.1 行波型超聲波電機(jī)結(jié)構(gòu)組成
    2.2 行波型超聲波電機(jī)運(yùn)作機(jī)理
        2.2.1 定子上行波產(chǎn)生的條件
        2.2.2 定子表面質(zhì)點(diǎn)橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡分析
    2.3 超聲波電機(jī)壓電體的機(jī)電耦合模型
        2.3.1 壓電陶瓷極化配置
        2.3.2 壓電方程
    2.4 行波超聲波電機(jī)定子的機(jī)電耦合模型
        2.4.1 應(yīng)變與位移關(guān)系
        2.4.2 超聲波電機(jī)定子驅(qū)動(dòng)器方程
        2.4.3 界面接觸模態(tài)力
    2.5 本章小結(jié)
3 超聲波電機(jī)接觸模型及仿真分析
    3.1 定、轉(zhuǎn)子接觸假設(shè)
    3.2 行波超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)子剛體運(yùn)動(dòng)模型
        3.2.1 轉(zhuǎn)子的垂直運(yùn)動(dòng)方程
        3.2.2 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程
    3.3 簡化接觸數(shù)學(xué)模型
    3.4 行波超聲波電機(jī)系統(tǒng)仿真模型建立
        3.4.1 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩模塊
        3.4.2 質(zhì)點(diǎn)無變形位置建模
        3.4.3 定、轉(zhuǎn)子接觸位置建模
        3.4.4 定子系統(tǒng)振動(dòng)模型
    3.5 仿真結(jié)果及分析
        3.5.1 行波超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)特性仿真
        3.5.2 行波超聲波電機(jī)振幅特性仿真
    3.6 本章小結(jié)
4 超聲波電機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)研究
    4.1 行波超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法
        4.1.1 調(diào)壓轉(zhuǎn)速控制
        4.1.2 調(diào)頻轉(zhuǎn)速控制
        4.1.3 調(diào)相轉(zhuǎn)速控制
        4.1.4 正反轉(zhuǎn)脈寬調(diào)幅控制
    4.2 行波超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
        4.2.1 行波超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路特點(diǎn)
        4.2.2 幾種主要的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
        4.2.3 全橋與推挽式電路對比
    4.3 超聲波電機(jī)等效電路模型和電學(xué)匹配
        4.3.1 行波超聲波電機(jī)等效電路模型
        4.3.2 超聲波電機(jī)串聯(lián)電感匹配
    4.4 超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路仿真與分析
    4.5 本章小結(jié)
5 超聲波電機(jī)舵機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略研究
    5.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制基本理論
        5.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義
        5.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的基本思想
        5.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)
    5.2 動(dòng)態(tài)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建模
        5.2.1 動(dòng)態(tài)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)
        5.2.2 動(dòng)態(tài)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模原理
        5.2.3 用于系統(tǒng)辨識(shí)的偽隨機(jī)數(shù)列
    5.3 超聲波電機(jī)舵機(jī)轉(zhuǎn)速控制策略
        5.3.1 自適應(yīng)DRNN控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理
        5.3.2 DRNN控制器數(shù)學(xué)模型
    5.4 差分進(jìn)化算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    5.5 電機(jī)電壓—轉(zhuǎn)速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)建模與優(yōu)化
        5.5.1 訓(xùn)練樣本與測試樣本集
        5.5.2 動(dòng)態(tài)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)模型及其優(yōu)化
    5.6 超聲波電機(jī)舵機(jī)控制系統(tǒng)仿真
        5.6.1 DRNN速度控制器與辨識(shí)器參數(shù)設(shè)置
        5.6.2 控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)k的設(shè)置
        5.6.3 超聲波電機(jī)舵機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制仿真
        5.6.4 超聲波電機(jī)舵機(jī)位置控制仿真
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲波電機(jī)定、轉(zhuǎn)子在高過載沖擊環(huán)境下的強(qiáng)度計(jì)算[J]. 徐雪榮,吳國東,田秀,付紅偉,任武.  航天制造技術(shù). 2017(05)
[2]超聲波電機(jī)非線性正割迭代學(xué)習(xí)位置控制[J]. 史敬灼,尹振東.  微電機(jī). 2017(07)
[3]超聲波電機(jī)雙層最優(yōu)迭代學(xué)習(xí)位置控制[J]. 尹振東,史敬灼.  微電機(jī). 2017(05)
[4]中空環(huán)形行波超聲波電機(jī)定子振動(dòng)解析模型[J]. 蔣春容,陸旦宏,金龍.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(07)
[5]基于多變量變速積分的超聲波電機(jī)超低轉(zhuǎn)速控制策略[J]. 潘鵬,徐志科,王倩倩,黃祖榮,王瑞霞.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(02)
[6]基于雙閉環(huán)控制的超聲波電動(dòng)舵機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 朱萌,文建剛,張娟娟,張志偉,雷勇.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]超聲波電動(dòng)機(jī)非線性全系數(shù)自適應(yīng)轉(zhuǎn)速控制[J]. 尤冬梅,史敬灼.  微特電機(jī). 2013(02)
[8]行波超聲波電機(jī)Lyapunov模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速控制[J]. 史敬灼,張慧敏.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]旋轉(zhuǎn)型行波超聲電機(jī)的等效電路模型[J]. 顏佳佳,阮新波.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2009(15)
[10]驅(qū)動(dòng)超聲波電機(jī)的推挽式變換器工作過程分析[J]. 史敬灼,王海彥.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2009(01)

博士論文
[1]行波型超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)和精密伺服特性的研究[D]. 潘鵬.東南大學(xué) 2017

碩士論文
[1]環(huán)形行波型超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D]. 吳倩.蘇州大學(xué) 2016
[2]超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速專家PID與迭代學(xué)習(xí)控制研究[D]. 劉玉.河南科技大學(xué) 2014
[3]彈道修正彈電動(dòng)舵機(jī)的設(shè)計(jì)與控制[D]. 孟兵.南京理工大學(xué) 2014
[4]高速飛行器電動(dòng)舵機(jī)伺服系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真[D]. 王樂.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]制導(dǎo)飛行器舵機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[D]. 李聚峰.西安工業(yè)大學(xué) 2013
[6]基于電動(dòng)舵機(jī)的姿態(tài)測量控制技術(shù)研究[D]. 解寧波.中北大學(xué) 2013
[7]超聲波電機(jī)建模和驅(qū)動(dòng)控制研究[D]. 劉強(qiáng).武漢理工大學(xué) 2013
[8]超聲波電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D]. 袁博楠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[9]基于無位置傳感器無刷直流電機(jī)的舵機(jī)伺服系統(tǒng)的研究[D]. 陳長春.南京航空航天大學(xué) 2012
[10]高速無人機(jī)電動(dòng)舵機(jī)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 周小慶.浙江大學(xué) 2010



本文編號：3722831