發(fā)布時(shí)間：2021-10-15 15:57

　　飛行器電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)高精度的位置伺服系統(tǒng),是飛行器飛控系統(tǒng)的重要組成部分,其性能直接決定著飛行器飛行控制系統(tǒng)的控制效果。但受制造工藝、安裝精度等影響,電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)中不可避免的存在較多的非線性環(huán)節(jié),嚴(yán)重影響電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能,甚至影響飛行器整體性能。因此,研究摩擦、間隙等擾動(dòng)對(duì)電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)性能的影響,并采取相應(yīng)的補(bǔ)償方法來(lái)削弱或者補(bǔ)償這些擾動(dòng)的影響相當(dāng)重要。本文以某型飛行器電動(dòng)舵機(jī)為研究對(duì)象,對(duì)電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)中的擾動(dòng)因素進(jìn)行研究和分析,并采用基于PI（Proportion-Integral）的改進(jìn)滑�？刂品椒ê突趶较蚧窠�(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滑�？刂品椒�,來(lái)消除或減小摩擦和間隙所帶來(lái)的不利影響,以提高系統(tǒng)的跟蹤精度。本論文的研究工作主要從以下幾方面展開(kāi):（1）設(shè)計(jì)了電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)的總體方案,包括采用滾珠絲杠式的機(jī)械傳動(dòng)方案及速度位置雙環(huán)控制方案。然后,對(duì)電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)的負(fù)載特性、負(fù)載匹配、機(jī)電時(shí)間常數(shù)、功率等進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并對(duì)滾珠絲杠減速機(jī)構(gòu)德?tīng)枩p速比進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)。最后,對(duì)電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了負(fù)載及帶寬能力的校核。（2）考慮到間隙、摩擦等擾動(dòng)因素,論文對(duì)電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)的摩擦及間... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：151 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 電動(dòng)舵機(jī)研究概況
        1.2.1 電動(dòng)舵機(jī)發(fā)展概況
        1.2.2 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展概況
    1.3 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)控制策略研究概況
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求
        2.2.1 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
        2.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)
    2.3 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 系統(tǒng)組成
        2.3.2 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)傳動(dòng)方案
        2.3.3 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)控制方案
    2.4 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.4.1 輸入信號(hào)的分析確定
        2.4.2 電機(jī)負(fù)載分析
        2.4.3 機(jī)電參數(shù)選擇
        2.4.4 滾珠絲杠參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.4.5 電動(dòng)舵機(jī)基本參數(shù)校核
    2.5 本章小結(jié)
第三章 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)擾動(dòng)分析與建模
    3.1 引言
    3.2 電動(dòng)舵機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)工作原理
        3.2.2 伺服電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.2.3 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)學(xué)模型
        3.2.4 電動(dòng)舵機(jī)線性數(shù)學(xué)模型
    3.3 系統(tǒng)擾動(dòng)源分析
        3.3.1 間隙擾動(dòng)問(wèn)題
        3.3.2 摩擦擾動(dòng)問(wèn)題
    3.4 間隙擾動(dòng)分析
        3.4.1 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)間隙模型分析
        3.4.2 間隙幅值辨識(shí)研究
        3.4.3 間隙影響分析
    3.5 摩擦擾動(dòng)分析
        3.5.1 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)摩擦模型分析
        3.5.2 摩擦影響分析
    3.6 擾動(dòng)引發(fā)的平頂問(wèn)題分析
        3.6.1 間隙對(duì)平頂問(wèn)題的影響分析
        3.6.2 摩擦對(duì)平頂問(wèn)題的影響分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于PI的改進(jìn)滑�？刂撇呗匝芯�
    4.1 引言
    4.2 含擾動(dòng)的數(shù)學(xué)模型
    4.3 基于PI的改進(jìn)滑�？刂撇呗�
        4.3.1 PID控制器設(shè)計(jì)
        4.3.2 改進(jìn)的滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        4.3.3 滑模面的存在性及可達(dá)性驗(yàn)證
        4.3.4 仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于徑向基網(wǎng)絡(luò)的滑�？刂撇呗匝芯�
    5.1 引言
    5.2 RBF網(wǎng)絡(luò)概述
        5.2.1 RBF網(wǎng)絡(luò)原理
        5.2.2 徑向基函數(shù)原理
    5.3 基于RBF的滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        5.3.1 系統(tǒng)描述
        5.3.2 等效控制器設(shè)計(jì)
        5.3.3 RBF網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計(jì)
        5.3.4 穩(wěn)定性分析
        5.3.5 數(shù)值仿真及結(jié)果分析
    5.4 改進(jìn)的RBF滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        5.4.1 改進(jìn)的RBF網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計(jì)
        5.4.2 穩(wěn)定性分析
        5.4.3 數(shù)值仿真及結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析
    6.1 引言
    6.2 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成及工作原理
        6.2.2 電動(dòng)舵機(jī)輔助測(cè)試系統(tǒng)
        6.2.3 數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)
    6.3 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)性能測(cè)試
        6.3.1 正弦跟蹤性能測(cè)試
        6.3.2 階躍跟蹤性能測(cè)試
        6.3.3 帶寬性能測(cè)試
        6.3.4 總體半物理聯(lián)調(diào)測(cè)試
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 全文創(chuàng)新性工作
    7.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A linear ADRC-based robust high-dynamic double-loop servo system for aircraft electro-mechanical actuators[J]. Chunqiang LIU,Guangzhao LUO,Zhe CHEN,Wencong TU,Cai QIU.  Chinese Journal of Aeronautics. 2019(09)
[2]基于自適應(yīng)陷波器的永磁牽引電機(jī)死區(qū)補(bǔ)償方法研究[J]. 劉小俊.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2019(08)
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的飛行器協(xié)同編隊(duì)控制研究[J]. 陳昶榮,許鑫,崔東輝,程進(jìn).  控制與信息技術(shù). 2019(04)
[4]數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)摩擦補(bǔ)償控制仿真[J]. 智淑亞,吳洪兵.  沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]基于模糊控制的電動(dòng)舵機(jī)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 郭揚(yáng)光,趙懷林,祝波.  電力電子技術(shù). 2019(05)
[6]簡(jiǎn)談中、小型制導(dǎo)彈藥舵機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 殷希梅,張航.  兵工自動(dòng)化. 2019(04)
[7]基于非線性模態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法[J]. 黃行蓉,劉久周,李琳.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(07)
[8]基于改進(jìn)遺傳算法的LuGre摩擦模型參數(shù)辨識(shí)及補(bǔ)償[J]. 李明,封航,李瑩月.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(11)
[9]雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反推自適應(yīng)控制[J]. 趙海波,王承光.  控制理論與應(yīng)用. 2018(09)
[10]含齒隙彈載舵機(jī)的全局反步模糊自適應(yīng)控制[J]. 田福慶,姜尚,梁偉閣.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2019(06)

博士論文
[1]考慮時(shí)滯特性的航天器非線性姿態(tài)控制方法研究[D]. 畢顯婷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]制導(dǎo)火箭彈固定鴨式舵機(jī)滾轉(zhuǎn)控制技術(shù)研究[D]. 崔業(yè)兵.南京理工大學(xué) 2014
[3]電動(dòng)舵機(jī)的魯棒控制研究[D]. 駱光照.西北工業(yè)大學(xué) 2003

碩士論文
[1]執(zhí)行機(jī)構(gòu)受限條件下的導(dǎo)彈主動(dòng)容錯(cuò)飛行控制方法研究[D]. 包振洲.南京理工大學(xué) 2017
[2]基于ARM的燃?xì)舛娑鏅C(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 楊鑫.南京理工大學(xué) 2017
[3]小型非旋制導(dǎo)火箭彈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王慧.南京理工大學(xué) 2017
[4]電動(dòng)舵機(jī)伺服系統(tǒng)的間隙與摩擦補(bǔ)償控制[D]. 蘭遠(yuǎn)鋒.北京交通大學(xué) 2016
[5]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(lè).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]船用舵機(jī)電液伺服單元的魯棒控制研究[D]. 何瓊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3438238