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考虑重力因素的离心式作动器运动控制仿真

导弹与航天运载技术 2019年第3期 77-82页

作者：王晓露郭鹏冯立墨赵鸿宇聂振金北京精密机电控制设备研究所

为避免低功率下作动器无法启动和控制过程能耗高的问题,基于两组同速反转偏心质量块机构的方案,考虑质量块重力矩对作动器启动和控制的影响,提出三个运行阶段及其控制算法,即摇摆启动、正弦曲线加速和基于速度补偿的控制;进行了仿真研究... 详细信息

为避免低功率下作动器无法启动和控制过程能耗高的问题,基于两组同速反转偏心质量块机构的方案,考虑质量块重力矩对作动器启动和控制的影响,提出三个运行阶段及其控制算法,即摇摆启动、正弦曲线加速和基于速度补偿的控制;进行了仿真研究,结果表明,作动器启动过程正常,加速过程和指令控制过程平滑、能耗低,该方法可克服重力因素造成的无法启动和控制过程高耗能问题。

关键词：离心式作动器重力影响运动控制仿真振动主动控制

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离心式作动器的设计与性能分析

国外电子测量技术 2016年第10期35卷 38-43页

作者：朱青霞张方姜金辉南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

离心式作动器的适应频带宽、输出力大、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、需用功率较小,很有优势。而国内基于离心式作动器的ACSR技术在直升机上的应用很少,因此,研究出一种新型的易于控制的离心式作动器很有必要。两个相同的偏心质量块同... 详细信息

离心式作动器的适应频带宽、输出力大、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、需用功率较小,很有优势。而国内基于离心式作动器的ACSR技术在直升机上的应用很少,因此,研究出一种新型的易于控制的离心式作动器很有必要。两个相同的偏心质量块同速反转时产生的离心力只有竖直方向上的,在此理论基础上,设计了一种输出力只有竖直方向上的新型离心式作动器,并且可以通过调节电机的角加速度轨迹对作动器输出力的幅值、相位、频率进行控制,最后基于LabVIEW对所提出的控制算法进行了仿真研究。仿真结果表明,在主动控制过程中,根据输入的目标信号,电机的角加速度轨迹进行了相关的改变,从而使得作动器的输出力信号得到了很好的控制,最终输出要求的目标信号。

关键词：离心式作动器机械设计 LabVIEW 振动主动控制

基于离心式作动器的旋翼桨毂振动抑制技术研究

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基于离心式作动器的旋翼桨毂振动抑制技术研究

作者：宋奎辉南京航空航天大学

学位级别：硕士

将离心式作动器应用于旋翼桨毂振动的控制,是一种新型的直升机振动控制技术。该技术具有结构重量轻、适应频带宽以及减振效果突出等优势。本文针对该技术,从工作原理、仿真分析和试验验证等层面开展了以下几个方面的研究:(1).研究了离... 详细信息

将离心式作动器应用于旋翼桨毂振动的控制,是一种新型的直升机振动控制技术。该技术具有结构重量轻、适应频带宽以及减振效果突出等优势。本文针对该技术,从工作原理、仿真分析和试验验证等层面开展了以下几个方面的研究:(1).研究了离心式作动器伺服电机控制算法和频域主动控制算法。根据离心式作动器的工作原理,推导了伺服电机控制算法,并提出使用频域控制算法进行振动主动控制,对控制算法的性能进行了分析;(2).进行了离心式作动器的性能仿真和试验验证。首先,对离心式作动器伺服电机控制算法进行了性能仿真;其次,针对离心式作动器输出力幅值、频率和相位调节性能开展试验研究,通过试验验证了伺服电机控制算法的有效性;(3).分别在固定系和旋转系下开展了旋翼桨毂振动主动控制试验。首先,将伺服电机控制算法和振动主动控制算法结合,并对其开展了仿真研究;其次,分别设计了固定系和旋转系振动主动控制试验方案,搭建试验台,并完成了试验系统软硬件程序的开发;最后,开展了振动幅值、相位以及幅值+相位变化情况下的试验研究,通过试验验证了使用离心式作动器进行旋翼桨毂振动主动控制有效性。

关键词：旋翼桨毂频域法振动主动控制离心式作动器试验研究

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用于离心式作动器的变滑模面滑模控制

航空学报 2019年第12期40卷 141-150页

作者：汪文涛刘正江李新民中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室

作动器系统是组成直升机结构响应主动控制(ACSR)系统的重要子系统之一,为解决离心式作动器同时实现输出力幅值、相位和频率跟踪以及输出力跟踪误差问题,提出了一种基于滑模变结构控制的变滑模面控制(VSMSMC)方法。首先,根据离心式作动... 详细信息

作动器系统是组成直升机结构响应主动控制(ACSR)系统的重要子系统之一,为解决离心式作动器同时实现输出力幅值、相位和频率跟踪以及输出力跟踪误差问题,提出了一种基于滑模变结构控制的变滑模面控制(VSMSMC)方法。首先,根据离心式作动器原理建立了偏心块的输出力方程以及包含参数变化、外部扰动及线性摩擦等不确定因素的永磁同步电机(PMSM)动态方程;然后,通过对离心式作动器输出力控制原理进行分析,结合滑模控制理论的特点,将离心式作动器偏心块相位控制期望信号引入滑模控制的滑模面方程,设计了基于PMSM电流环的变滑模面滑模控制律,并利用李雅普诺夫函数证明了所设计的滑模控制律的可达性和稳定性。最后,在MATLAB/Simulink环境下将所设计控制律应用于离心式作动器输出力控制进行了仿真实验,与现有方法相比,所设计控制律能够较好地同时跟踪期望谐波力的幅值、相位和频率,提高了离心式作动器跟踪精度和离心作动器启动时的输出力跟踪响应速度并具有较好的抗干扰能力。

关键词：结构响应主动控制直升机离心式作动器滑模控制永磁同步电机变滑模面

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基于频域法的直升机振动主动控制试验研究

科技视界 2022年第9期 64-66页

作者：张若忱航空工业直升机设计研究所江西景德镇333001

直升机振动主动控制技术是控制直升机振动的常见方式。文章使用频域算法和离心式作动器,进行了直升机振动主动控制试验研究,设计振动控制试验,验证其控制效果,为直升机提供了高效实用的振动控制方案。

关键词：直升机振动主动控制频域法离心式作动器

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直升机飞行模拟器振动激励系统研究

直升机飞行模拟器振动激励系统研究

作者：曹庆哲南京航空航天大学

学位级别：硕士

直升机飞行模拟器不仅可以训练飞行员提高实际直升机驾驶经验,而且还能实现在真机状态下无法进行的某些特情训练。目前,飞行员对飞行模拟器的需求已经不仅限于简单的模拟操作,其它方面的逼真度也要求更加真实,如振动环境等。针对直升机... 详细信息

直升机飞行模拟器不仅可以训练飞行员提高实际直升机驾驶经验,而且还能实现在真机状态下无法进行的某些特情训练。目前,飞行员对飞行模拟器的需求已经不仅限于简单的模拟操作,其它方面的逼真度也要求更加真实,如振动环境等。针对直升机飞行模拟器座舱振动模拟的需要,本文基于离心式作动器和多轴运动控制器,提出了一套可行的座舱抖振振动激励系统方案,突破了其中所涉及的设计和控制关键技术,为直升机飞行模拟器振动激励系统的工程应用奠定了技术基础。本文研究工作包括以下部分:（1）提出一套适用于直升机飞行模拟器的振动激励系统总体方案。基于多轴运动控制器进行振动激励控制系统设计,并对其中各软硬件进行选型或设计实现;完成了作为核心激励装置的离心式作动器的详细设计。（2）开展了离心式作动器振动控制算法研究。给出了梯型、S型和三角函数型三种不同的轨迹规划方法,针对轨迹规划中的变速和恒速两种控制状态进行了详细理论推导,对比三种轨迹规划方法后,选取三角函数型轨迹规划算法作为振动控制算法的核心,通过仿真分析验证了轨迹规划算法的正确性和有效性。（3）设计了可行的离心式作动器振动控制试验方案,基于多轴运动控制器完成了轨迹规划控制算法的代码实现,并开发了振动控制上位机和振动采集上位机软件。进一步搭建了振动控制试验台,并对软硬件开发过程中的若干关键性问题进行了分析。（4）针对变频恒幅、恒频变幅和变频变幅三种振动控制状态,进行了离心式作动器的振动控制试验研究。通过对试验结果的综合分析,证明了轨迹规划控制算法的正确性和离心式作动器的有效性。

关键词：直升机飞行模拟器振动离心式作动器轨迹规划试验