飛行器永磁同步電動舵機控制系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、飛行器電動舵系統(tǒng)作為整個飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，是一種復(fù)雜的機電一體化系統(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)控制具有重要作用。舵面在偏轉(zhuǎn)過程中，舵機輸出軸承受多種時變負載力矩的作用，因此要求舵系統(tǒng)能夠克服負載力矩的影響，按給定的規(guī)律運動，保證飛行器正確的飛行姿態(tài)。本文結(jié)合實際情況，設(shè)計了一種永磁同步電動舵機驅(qū)動器，研究了基于兩相正交型開關(guān)霍爾轉(zhuǎn)子位置預(yù)估方法，實現(xiàn)了電動舵機的調(diào)速控制，在此基礎(chǔ)上對永磁同步電機的抗負載擾動

2、控制策略進行了研究。
　　本文首先分析了永磁同步電動舵機工作原理，介紹了PMSM的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上闡述了矢量控制理論，確定采用id=0的控制方法，得到系統(tǒng)的控制框圖，并推導(dǎo)了系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)，分析了電動舵機的舵面負載特性及其對電動舵機性能的影響。其次，轉(zhuǎn)子位置檢測在矢量控制中扮演著重要的角色，設(shè)計了兩相正交型開關(guān)霍爾轉(zhuǎn)子位置檢測算法，并對霍爾位置估算方法引起的原理誤差和霍爾安裝不正交引起的固有誤差進行了分析，通過仿真驗證了采用

3、兩相正交型霍爾傳感器進行轉(zhuǎn)子位置檢測的可行性。然后，在傳統(tǒng)矢量控制的基礎(chǔ)上，為補償負載變化引起的轉(zhuǎn)速波動，在負載突變瞬間需要對轉(zhuǎn)矩電流進行補償，提出全維和降階負載轉(zhuǎn)矩觀測器，并通過仿真對兩種觀測器進行了對比，仿真結(jié)果表明降階觀測器具有參數(shù)易調(diào)節(jié)、觀測速度快等特點。此后分析了轉(zhuǎn)動慣量對負載轉(zhuǎn)矩觀測的影響，采用梯度校正方法對轉(zhuǎn)動慣量進行了辨識，通過仿真研究了辨識參數(shù)對慣量辨識結(jié)果的影響。最后，研制了一款可驅(qū)動1.5kW永磁同步電機的驅(qū)動器，