無刷直流電動舵機控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、舵回路作為飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，其工作性能和可靠性直接影響飛行器的飛行品質(zhì)與安全性。論文在基于分離元件搭建的舵回路控制器平臺上，開展舵回路的對象建模、控制律設(shè)計、故障分析與處理、控制器軟件設(shè)計與開發(fā)等方面研究工作，對提高舵回路的控制性能和可靠性起到了重要作用。
　　論文首先在總結(jié)實驗室無刷直流舵回路項目的研究現(xiàn)狀與存在問題的基礎(chǔ)上，闡述了本論文研究的關(guān)鍵技術(shù)與所需解決的關(guān)鍵問題。根據(jù)樣例舵回路控制與可靠性需求制定了控制律、典型故

2、障特征以及與飛行控制計算機通信接口的具體指標(biāo)。
　　其次，通過對無刷直流電機工作原理的詳細(xì)分析，建立了舵機的數(shù)學(xué)模型和在不同逆變橋驅(qū)動方式下的換相轉(zhuǎn)矩波動模型。在此基礎(chǔ)上設(shè)計完成了位置、速度、電流的三閉環(huán)控制律策略和最佳的逆變橋單斬驅(qū)動方式。在Matlab環(huán)境下對閉環(huán)PID控制參數(shù)進行了仿真測試驗證與迭代優(yōu)化，得到了優(yōu)化的控制參數(shù)。
　　再次，根據(jù)無刷直流舵回路典型故障分析，研究了一相定子繞組開路、短路，逆變橋一相功率管開路

3、、短路，霍爾傳感器缺相等故障特性與特征。根據(jù)故障特性與特征制定了基于電流自檢測和基于六相無刷直流電機的兩種故障處理方案。根據(jù)舵回路與飛行控制計算機間信息交互需求，設(shè)計完成了基于CAN的通信協(xié)議。
　　最后，根據(jù)以上研究成果設(shè)計開發(fā)了舵回路控制軟件和控制臺軟件，實現(xiàn)了無刷直流舵回路控制、通信和控制顯示功能。在無刷直流舵回路實驗平臺上對系統(tǒng)的功能與性能進行了綜合測試。試驗結(jié)果驗證了所設(shè)計的控制律、故障處理策略、通信協(xié)議與嵌入式軟件的正