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弹用舵机的状态变量反馈控制系统设计

机械工程与自动化 2015年第2期 176-177,180页

作者：刘雪松王惠源张鹏军李海军刘鹏飞中北大学山西太原030051

通过对弹用舵机系统的分析,建立了舵机系统的传递函数模型。结合舵机的使用工况,拟定了3项系统性能指标。利用状态变量反馈控制理论,对模型进行了闭环系统设计。通过MATLAB仿真分析,验证了控制系统的性能。

关键词：舵机系统状态变量反馈控制设计

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废旧液压舵机用于教学的电气系统设计实例

航海技术 2005年第3期 52-54页

作者：蒲龙云包建新宁波大学宁波海事局

此文就利用日产废旧液压舵机于教学实验室,作了可行性分析,设计了液压舵机系统的整合思路及具体电路,实施效果良好,节约教学经费。

关键词：设计实例电气系统机用教学实验室液压舵机舵机系统实施效果教学经费日产

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灵巧式舵机并行驱动的研究

北京航空航天大学学报 1996年第2期22卷 167-170页

作者：程涛王占林北京航空航天大学自动控制系

提出一种灵巧式舵机系统的余度配置，即双舵机的并行驱动．采用这种余度配置方案，由于两舵机之间的固有偏差，将会引起双舵机同时控制时舵面的扭曲及力纷争．采用力均衡可以减小或消除舵面的扭曲负载．仿真结果表明，加入力均衡后，灵... 详细信息

提出一种灵巧式舵机系统的余度配置，即双舵机的并行驱动．采用这种余度配置方案，由于两舵机之间的固有偏差，将会引起双舵机同时控制时舵面的扭曲及力纷争．采用力均衡可以减小或消除舵面的扭曲负载．仿真结果表明，加入力均衡后，灵巧式舵机可以很好地实现双舵机的并行驱动．

关键词：飞机并行控制执行机构解耦灵巧式舵机系统

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多齿侧间隙传动系统非线性特性研究

振动与冲击 2016年第23期35卷 29-34页

作者：方禹鑫丁千张微天津大学机械工程学院天津300072

舵机系统是典型的机械传动系统,传动过程中的部件间隙对系统动力学特性有很大影响。针对多级齿轮和丝杠螺母组合的舵机系统,建立含有齿侧间隙和内部激励误差的平动-扭转运动动力学方程,采用谐波平衡法分析系统的固有频率及周期运动幅频... 详细信息

舵机系统是典型的机械传动系统,传动过程中的部件间隙对系统动力学特性有很大影响。针对多级齿轮和丝杠螺母组合的舵机系统,建立含有齿侧间隙和内部激励误差的平动-扭转运动动力学方程,采用谐波平衡法分析系统的固有频率及周期运动幅频响应,利用数值方法求解、分析传递误差、碰撞和分岔与混沌运动现象,并分析讨论了多间隙和单间隙对系统动力学特性的影响差别。该分析成果可以为舵机系统结构和操作参数的优化设计、提高传动效率和平稳性提供参考。

关键词：舵机系统间隙非线性动态传递误差

基于某型号飞控半实物仿真试验变加载模拟技术的研究

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航天控制 2013年第2期31卷 69-72,83页

作者：董文彬张宏伟吴骁周展北京航天自动控制研究所北京100854

变加载模拟系统是航天型号半实物仿真环节中非常重要的一环,本文通过变加载试验,探讨了在使用弹上实物运行真实弹道的情况下,变负载模拟器代替不同梯度传统钢板加载的可行性。实现了传统钢板加载不能实现的反向加载和实时可变加载,证明... 详细信息

变加载模拟系统是航天型号半实物仿真环节中非常重要的一环,本文通过变加载试验,探讨了在使用弹上实物运行真实弹道的情况下,变负载模拟器代替不同梯度传统钢板加载的可行性。实现了传统钢板加载不能实现的反向加载和实时可变加载,证明了实时可变加载对于控制系统的可行性。分析了加载系统在不同加载情况下对舵机系统线位移和舵轴外端角位移的影响,为今后舵机系统舵轴外舵面位移控制的进一步研究提供了一种试验手段,具有较大的参考价值。

关键词：变加载模拟器控制系统半实物仿真梯度加载舵机系统

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提高负载仿真台跟踪性能的方法

同济大学学报（自然科学版） 2003年第1期31卷 114-117页

作者：苏永清岳继光萧蕴诗同济大学信息与控制工程系上海200092

电液负载仿真台在工作过程中存在多余力矩的干扰 .在对多余力矩产生机理的分析基础上 ,采用同步补偿方案减小多余力矩的干扰 ,同时采用自适应的方法提高同步位置跟踪精度 .利用模拟导弹飞行曲线进行实验跟踪。

关键词：负载仿真台跟踪性能多余力矩同步补偿飞行器舵机系统飞行试验

基于数据融合与神经网络的电液力伺服系统控制策略研究

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基于数据融合与神经网络的电液力伺服系统控制策略研究

作者：姜顺祥北京交通大学

学位级别：硕士

电液负载模拟器可以在特有的条件下模拟出飞机、轮船、汽车等大型机器在不同的环境下受到的负载力,而在负载模拟器当中,极大多数均是电液力伺服系统及电液位置伺服系统共同组成负载模拟器,因此对其进行研究是一件具有重大意义的事情。... 详细信息

电液负载模拟器可以在特有的条件下模拟出飞机、轮船、汽车等大型机器在不同的环境下受到的负载力,而在负载模拟器当中,极大多数均是电液力伺服系统及电液位置伺服系统共同组成负载模拟器,因此对其进行研究是一件具有重大意义的事情。而在其中电液力伺服系统多与位置伺服系统刚性连接,这在模拟负载的过程当中就不可避免的出现位置扰动现象,即在力伺服系统加载的过程中,位置系统由于自身的运动会对其有极大的影响从而降低力伺服系统的控制精度。本文重点研究电液力伺服系统所受到的位置扰动现象,并研究运用多个传感器信号与神经网络拟合方法来抑制亦或是消除该位置扰动从而增加电液力伺服系统的控制精度,以至于提高电液负载模拟器的精度,减小其加载误差,该课题主要来源于航天院项目舵机实验平台设计。主要做了以下几个方面:(1)主要建立了电液力伺服系统的数学模型以及位置伺服系统的数学模型,并成功建立了整体舵机实验平台的数学模型以及传递函数图。在此基础上并测量了多个传感器的噪声并考虑了其噪声对系统的影响,对系统进行了初步的仿真,仿真结果表明使用多个传感器对系统的跟踪性能的确有较大的提升。(2)主要在simulink软件中建立了系统的整体仿真模型,在此基础上阐释了多余力的定义以及多余力的产生原因。运用了结构不变性原理的控制策略来抑制多余力,以及探究了在传感器携带自身噪声的基础上,运用滤波器滤波后得到的速度信号会发生幅值减小及相位滞后,导致运用结构不变性后控制效果不明显。(3)主要介绍了多传感器信息融合以及神经网络方法,并对BP算法进一步优化学习了BP-LM算法。之后将信息融合以及神经网络应用于舵机实验平台获取无幅值减小且无相位滞后的速度信号,并通过结构不变性来抑制位置扰动。最终发现运用LM算法之后的BP神经网络对速度的拟合效果更加的好,且最终的应用也验证了神经网络方法相对于滤波获取速度的方法可以更加有效地获取理想的速度值,并且神经网络输出力与理想输出力之间的误差不超过0.5%。(4)为了更好地验证神经网络方法的有效性,在AMEsim软件与matlab联合仿真中对以上模型进一步仿真。仿真结果表明该方法在仿真中是行为有效且可进一步研究的方法,并且对于特定工况下的模拟负载台复杂输入信号,仍能以低误差的方式实现高精度力跟踪。

关键词：电液力伺服系统舵机系统数据融合神经网络结构不变性速度拟合速度前馈

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弹用永磁无刷直流无槽电机设计与优化

弹用永磁无刷直流无槽电机设计与优化

作者：万培熙山东理工大学

学位级别：硕士

永磁类电动机凭借其较高的功率密度、可靠稳定的运行特性等优势成为现如今航空航天、武器装备、工业生产以及生活等领域的主要作动器。制导导弹是现代军事武器中的一种,而舵机系统中的电动机是赋予导弹制导能力的关键。随着各种武器装... 详细信息

永磁类电动机凭借其较高的功率密度、可靠稳定的运行特性等优势成为现如今航空航天、武器装备、工业生产以及生活等领域的主要作动器。制导导弹是现代军事武器中的一种,而舵机系统中的电动机是赋予导弹制导能力的关键。随着各种武器装备技术的快速进步,制导导弹也正朝着体积更小、质量更轻、精度更高方向发展。永磁无刷直流无槽电机由于没有定子槽的存在,相比传统带有定子槽的电动机体积更小,应用于制导导弹中能够做到在弹体有限的空间内发挥其作用,以达到增加弹程的目的。本文针对弹用永磁无刷直流无槽电机的设计与优化展开研究。首先,本文介绍了永磁无刷直流无槽电机的基本结构和基本工作原理,分析了其数学模型以及稳态运行性能。并且,根据永磁无刷直流无槽电机的特点,介绍了此类电机的设计方法,包括其主要尺寸、永磁体尺寸以及绕组的设计。为适应导弹这种特殊的工作场合,通过查找对比材料的属性,挑选了合适的电机材料。通过建立此类电机的磁场模型,推导了气隙径向磁密的计算公式。接着,根据电机的技术指标以及介绍的设计方法设计了一种导弹常用的永磁无刷直流无槽电机,并且根据其尺寸参数使用三维有限元法分析了电机的空载工况与负载工况。然后,通过分析永磁无刷直流无槽电机特殊的绕组结构,本文说明了传统菱形绕组之所以能够改进的原因,并建立了单匝菱形绕组的等效二维优化模型,使用解析法将传统无槽电机的菱形线圈跨距优化到了最佳。同时,结合矩形线圈和菱形线圈的结构优势,基于优化菱形线圈的数学模型,使用解析法进一步改进得到了最优的六角形绕组结构方案,使电机性能达到了最佳。并且,基于优化后的绕组方案推导了电机的基本参数,使用三维有限元法对优化后的电机进行了空载工况、负载工况以及与传统电机功率密度对比分析,验证了解析公式的正确性,得到优化后的电机相比优化之前功率密度提高了12.68%的结论。最后,由于永磁无刷直流无槽电机具有较高的效率,为避免因温度过高而造成电机永磁体失磁、绝缘材料变脆以及其他部件损坏等不良后果,本文根据分析得到的电机各部分损耗值、散热系数以及导热系数等数据,针对优化后的电机进行了温度场分析。并且,结合温度场的三维有限元法证明,优化的电机能够保持长时间正常运作,优化方案合理有效。

关键词：舵机系统永磁无刷直流无槽电机有限元仿真绕组优化

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稀土永磁无刷直流电机正/反转过渡过程分析

微电机 2005年第3期38卷 45-48页

作者：杨平马瑞卿张云安西北工业大学西安710072

稀土永磁无刷直流电机正/反转的实现不同于其它电机。为了缩短正/反转过渡过程时间,减小过渡过程中能量损耗,提高效率,本文针对电动舵机系统的方波永磁无刷直流电机正/反转的实现方法进行祥细分析,并根据电机的基本公式,解得正/反转过... 详细信息

稀土永磁无刷直流电机正/反转的实现不同于其它电机。为了缩短正/反转过渡过程时间,减小过渡过程中能量损耗,提高效率,本文针对电动舵机系统的方波永磁无刷直流电机正/反转的实现方法进行祥细分析,并根据电机的基本公式,解得正/反转过渡过程的转矩、转速动态方程,然后利用Matlab进行仿真,通过实验验证了分析的正确性与实用性。

关键词：永磁无刷直流电机过渡过程分析反转稀土过渡过程时间 Matlab 能量损耗基本公式舵机系统动态方程高效率实用性正确性细分转矩