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Improved Hybrid Robust Control Method for the Electromechanical Actuator in Aircrafts

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2010年第4期23卷 443-450页

作者： LU Hao LI Yunhu TIAN Shengli nie zhenjin School of Automation Science and Electric Engineering Beihang University Beijing 100191 China The 18th Institute of the 1st Academe China Aerospace Science ＆ Technology Group Corporation Beijing 100076 China

In the flight process of aircrafts, their electromechanical actuators（EMA） must have the ability of enduring uncertainties caused by factors such as load disturbance, the variation of work temperature and the EMA＇s nonlinearity. At present, in order to increase the EMA＇s robustness on the uncertainties, the H, control method has been applied in aircrafts. The major problems with standard H∞ control lie in the large overshoot of step response and the high orders of the controller. For the purpose of addressing the two problems, this paper investigates several kinds of robust control strategies of the EMA. A mathematical model of the EMA is first built, and then with MATLAB software a H∞ controller and an improved hybrid robust controller composed of a reduced order H∞controller and a lead compensator are designed. In order to make a scientific comparison of the control effects of H∞ controller, hybrid controller and classic proportion-integral-differential（PID） controller, a simulation research is made in respect of the open loop frequency response and the closed loop step response of the three controllers. For comparing the robustness of the three controllers, the load torque is entered as a disturbance and the disturbance response of error and control input are thus obtained. The experiments with the three controllers are also conducted. Through giving the EMA a command and a disturbance torque successively, the transient response and disturbing process of EMA are recorded. The simulation and experiment results show that with the help of the hybrid controller, the EMA not only guarantees good dynamic characteristics, but also has strong robustness of disturbance rejection. Therefore, the excogitated H∞ hybrid control method effectively solves the problem of large overshoot in dynamic response, and moderately meets the requirement of overcoming the uncertainties in the EMA of aircrafts.

关键词： aircrafts electromechanical actuator H∞ control hybrid robust control disturbance rejection

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飞机货舱门电作动系统负载匹配设计

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航天制造技术 2019年第2期 23-27页

作者：余健聂振金王鑫王晓露李林北京精密机电控制设备研究所北京100076

为了降低飞机货舱门开关过程中系统的功率需求,抑制由于电机制动产生的泵升电压,建模仿真飞机货舱门电作动系统及开关舱门过程,研究货舱门开关门过程中的负载变化,根据负载特性优化货舱门开关门的速度曲线,使开关门速度与实际负载相匹配... 详细信息

为了降低飞机货舱门开关过程中系统的功率需求,抑制由于电机制动产生的泵升电压,建模仿真飞机货舱门电作动系统及开关舱门过程,研究货舱门开关门过程中的负载变化,根据负载特性优化货舱门开关门的速度曲线,使开关门速度与实际负载相匹配,尽量使功率平稳。经过仿真和试验分析,该方法可以明显地降低系统的功率需求,也能够起到抑制泵升电压的作用。

关键词：飞机货舱门负载匹配泵升电压仿真

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一种无人机用一体式电动舵机的研究

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微电机 2017年第4期50卷 17-20,25页

作者：李怀兵徐豪榜晋华峰陆豪聂振金北京精密机电控制设备研究所北京100076

介绍一种无人机用一体式电动舵机。针对空间和工作环境的要求,电动舵机采用了小型化和密封性设计。将电动舵机和控制驱动器进行集成一体化设计,同时直流无刷电机、行星减速器、中空式角位移传感器进行串联式布局,使结构紧凑,减小其空间... 详细信息

介绍一种无人机用一体式电动舵机。针对空间和工作环境的要求,电动舵机采用了小型化和密封性设计。将电动舵机和控制驱动器进行集成一体化设计,同时直流无刷电机、行星减速器、中空式角位移传感器进行串联式布局,使结构紧凑,减小其空间尺寸,采用密封槽和一体式结构设计方式,保证防水防尘密封效果。对采集到的PWM数字指令进行补偿以提高精度,用来进行位置闭环控制,提高位置控制精度;同时采用两级限流的控制策略,保证电动舵机在极端情况下不会过载损坏,提高电动舵机的可靠性。通过试验验证,该电动舵机设计方案合理、可行,并具有较好的稳定性、快速性和动态特性,可以满足无人机小体积、高机动性的要求。

关键词：无人机电动舵机一体式指令补偿

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