無(wú)刷直流電動(dòng)舵機(jī)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(jī)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(tái)上，開展舵回路的對(duì)象建模、控制律設(shè)計(jì)、故障分析與處理、控制器軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)等方面研究工作，對(duì)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(shí)驗(yàn)室無(wú)刷直流舵回路項(xiàng)目的研究現(xiàn)狀與存在問(wèn)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(wèn)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(jì)算機(jī)通信接口的具體指標(biāo)。
　　其次，通過(guò)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)工作原理的詳細(xì)分析，建立了舵機(jī)的數(shù)學(xué)模型和在不同逆變橋驅(qū)動(dòng)方式下的換相轉(zhuǎn)矩波動(dòng)模型。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(dòng)方式。在Matlab環(huán)境下對(duì)閉環(huán)PID控制參數(shù)進(jìn)行了仿真測(cè)試驗(yàn)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(wú)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(cè)和基于六相無(wú)刷直流電機(jī)的兩種故障處理方案。根據(jù)舵回路與飛行控制計(jì)算機(jī)間信息交互需求，設(shè)計(jì)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(jì)開發(fā)了舵回路控制軟件和控制臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷直流舵回路控制、通信和控制顯示功能。在無(wú)刷直流舵回路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)系統(tǒng)的功能與性能進(jìn)行了綜合測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制律、故障處理策略、通信協(xié)議與嵌入式軟件的正