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上位锁碰撞冲击分析与试验验证

机械设计与制造 2024年第5期399卷 78-83页

作者：刘晶鑫董辉立马晓琛北京精密机电控制设备研究所北京100076 航天伺服驱动与传动技术实验室北京100076

某飞机上位锁,在使用燃气作为备用动力源进行开锁试验时,发生顶杆断裂事故。经专业机构分析,定性为材料失效导致的破坏。首先根据上位锁工作原理对碰撞接触力及多体运动进行研究与分析,然后建立上位锁动力学仿真模型并进行问题复现,仿... 详细信息

某飞机上位锁,在使用燃气作为备用动力源进行开锁试验时,发生顶杆断裂事故。经专业机构分析,定性为材料失效导致的破坏。首先根据上位锁工作原理对碰撞接触力及多体运动进行研究与分析,然后建立上位锁动力学仿真模型并进行问题复现,仿真结果与鉴定结论一致,证明了动力学模型的准确性。对上位锁结构进行改进,去除结构薄弱环节,并进行强度校核,仿真结果满足要求后,进行燃气试验验证,修改后的上位锁顺利通过试验考核。本文对上位锁的冲击动力学分析,对飞机其他机构的设计也具有一定的参考借鉴价值,当选用燃气作为辅助动力源时,由于接触力的增大,需对主要承力件进行动力学分析及强度复核。

关键词：上位锁顶杆断裂接触力分析动力学仿真

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高压煤油恒速液动机转子倾覆现象的理论研究

导弹与航天运载技术（中英文） 2024年第1期 77-82页

作者：于斌付宁权云晴李红岩孙东宁北京精密机电控制设备研究所北京100076 航天伺服驱动与传动技术实验室北京100076

介绍了高压煤油恒速液动机(简称“液动机”)的转子倾覆现象,分析了机理,并按照发生的原因将倾覆现象分为主动倾覆和被动倾覆。重点研究了主动倾覆,基于对转子柱塞组件的受力分析,提出了倾覆条件的数学表达,引入了无量纲的倾覆安全系数,... 详细信息

介绍了高压煤油恒速液动机(简称“液动机”)的转子倾覆现象,分析了机理,并按照发生的原因将倾覆现象分为主动倾覆和被动倾覆。重点研究了主动倾覆,基于对转子柱塞组件的受力分析,提出了倾覆条件的数学表达,引入了无量纲的倾覆安全系数,以定量表达倾覆风险。分析了被动倾覆的原因,并提出了解决被动倾覆的方法。在产品设计中应避免出现主动倾覆和被动倾覆。

关键词：高压煤油恒速液动机转子倾覆理论研究

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基于有限元柔性体理论的起落架落震仿真分析

机械设计与制造 2024年第3期 100-105,110页

作者：刘晶鑫董辉立马晓琛北京精密机电控制设备研究所北京100076 航天伺服驱动与传动技术实验室北京100076

以某飞机起落架为研究对象,研究落震动力学问题。根据前起落架的结构特性,利用多体动力学建模技术,建立前起落架多柔性体动力学(MFBD)模型,并进行落震仿真分析及非线性接触研究。采用落震试验数据对模型进行校验,仿真结果与试验数据较... 详细信息

以某飞机起落架为研究对象,研究落震动力学问题。根据前起落架的结构特性,利用多体动力学建模技术,建立前起落架多柔性体动力学(MFBD)模型,并进行落震仿真分析及非线性接触研究。采用落震试验数据对模型进行校验,仿真结果与试验数据较为吻合。通过分析缓冲器零件的变形,考虑接触因素的多柔体动力学模型能更真实反应实际情况,以最大降落速度工况进行落震仿真,同时对起落架关键零件进行强度校核,以及缓冲器内部零件进行非线性接触计算,求得不同材质的下凸轮及底托受到的垂向力与摩擦力,获得在物理试验中难以测量的数据,分析结果对起落架设计具有重要意义。

关键词：起落架落震有限元柔性体接触分析多柔体动力

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机载浪涌抑制电路研究与设计

导弹与航天运载技术（中英文） 2024年第2期 59-62页

作者：张益齐耿海龙徐秀华赵絮岳长路北京精密机电控制设备研究所北京100076 航天伺服驱动与传动技术实验室北京100076

机载机电伺服设备中,母线挂载较大容性负载,为了抑制机载配电设备开关闭合瞬间的浪涌,提高机载供配电系统安全性、稳定性,对几种供电母线浪涌抑制方案进行研究,着重就晶体管浪涌抑制方案进行原理分析和参数研究,进行了高低环境温度以及... 详细信息

机载机电伺服设备中,母线挂载较大容性负载,为了抑制机载配电设备开关闭合瞬间的浪涌,提高机载供配电系统安全性、稳定性,对几种供电母线浪涌抑制方案进行研究,着重就晶体管浪涌抑制方案进行原理分析和参数研究,进行了高低环境温度以及宽输入电压范围的试验,验证了晶体管浪涌抑制电路参数匹配的有效性。

关键词：浪涌机载抑制参数匹配电源

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航天机电伺服系统非线性表征建模与动态特性精细化预示

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航空学报 2024年

作者：蒋孟龙付剑刘轶男孙明伟黄玉平于志远北京航空航天大学机械工程及自动化学院控制执行机构技术创新中心北京精密机电控制设备研究所航天伺服驱动与传动技术实验室

针对机、电、磁、控多非线性强耦合作用导致航天机电伺服系统动态特性预示难的问题，基于MBSE、层次分析法、增量式建模技术分别构建了机电伺服应用于推力矢量控制的V型需求模型、多层架构模型、精细化性能预示模型。一级模型通过调配... 详细信息

针对机、电、磁、控多非线性强耦合作用导致航天机电伺服系统动态特性预示难的问题，基于MBSE、层次分析法、增量式建模技术分别构建了机电伺服应用于推力矢量控制的V型需求模型、多层架构模型、精细化性能预示模型。一级模型通过调配电机功率和减速比，支持位置包络预示；二级模型增量RL电磁转换架构和运动三角关系，实现位置响应预示与尺寸估计；三级模型构建多物理域耦合关系，四级模型精细化关键参数非线性，达到转速和电流动态响应准确预示效果。通过3组时域测试验证了多层级模型预示精度。设计实例表明，所建多层级模型完成多约束下机电伺服设计优化获得的可行解数量比第四级高精度模型单独优化多3.6倍、计算耗时缩减50.6%；最优方案功重比达488.95W/kg，相频带宽达9.87Hz，有效支撑航天机电伺服系统的快速设计和精准迭代，同时为火箭系统的数字化转型提供了可行实践方法。

关键词：机电作动器多物理域耦合增量式非线性建模基于模型的系统工程推力矢量控制

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基于干扰观测器的机电伺服系统PI控制策略

机床与液压 2024年第1期52卷 17-22页

作者：吕晨欧阳权许文波王志胜南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016 北京精密机电控制设备研究所航天伺服驱动与传动技术实验室北京100076

空气舵机电伺服系统的主要任务是接收控制指令,并驱动负载按指令角度摆动,在各类航空航天飞行器中具有越来越广泛的应用价值。然而在运行过程中存在的未知干扰给机电伺服系统高精度控制带来了巨大挑战。针对这一问题,提出基于干扰补偿... 详细信息

空气舵机电伺服系统的主要任务是接收控制指令,并驱动负载按指令角度摆动,在各类航空航天飞行器中具有越来越广泛的应用价值。然而在运行过程中存在的未知干扰给机电伺服系统高精度控制带来了巨大挑战。针对这一问题,提出基于干扰补偿的空气舵机伺服系统控制策略。首先进行空气舵机电伺服系统模型分析,其次运用径向基函数设计神经网络的状态观测器,将不可测量的舵面角度用估计值替代进行反馈控制,最后应用Lyapunov方法分析了有限时间收敛条件。仿真结果表明:与传统电机角度反馈相比,所提出的控制策略使空气舵机电伺服系统的稳态误差减少97%以上。

关键词：空气舵机电伺服系统径向基函数神经网络干扰观测器舵面控制抗干扰控制

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一种用于交流伺服系统的电源变换器

电力电子技术 2024年第4期58卷 130-133页

作者：岳长路赵絮王开春黄玉龙北京精密机电控制设备研究所北京100076 航天伺服驱动与传动技术实验室北京100076

为了解决因传统交流伺服系统引起的电网“污染”问题,以及增强系统的抗电磁干扰能力,因此,根据设计输入指标的要求,提出了有源功率因数校正与LLC半桥拓扑相结合的方案,并且基于PSIM仿真软件搭建了电源系统仿真平台,完成了输出1 000 W/4... 详细信息

为了解决因传统交流伺服系统引起的电网“污染”问题,以及增强系统的抗电磁干扰能力,因此,根据设计输入指标的要求,提出了有源功率因数校正与LLC半桥拓扑相结合的方案,并且基于PSIM仿真软件搭建了电源系统仿真平台,完成了输出1 000 W/48 V工程样机研制。试验结果表明,该设计不仅可以有效地提高输入功率因数,而且可以增加电源系统工作效率,此外,由于后级采用隔离变压器,将输入与输出隔离,因此可以减少电磁干扰对控制驱动器的影响,大大增强了交流伺服系统的可靠性。

关键词：变换器有源功率因数校正半桥拓扑

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新型永磁同步电机无位置传感器带速重投策略

电源学报 2024年

作者：苑国锋刘汀宇胡骢李春宇郑春雨北方工业大学变频技术北京市工程研究中心北京科技大学自动化学院北京精密机电控制设备研究所航天伺服驱动与传动技术实验室

带速重投是无位置传感器永磁同步电机（PMSM）牵引电传动系统中的关键技术之一，常用方法是通过触发零电压矢量脉冲对电机进行短路实现基速以下的带速重投。本文针对准确选择短路时间和短路时间间隔参数问题，提出了一种不同转速下参数... 详细信息

带速重投是无位置传感器永磁同步电机（PMSM）牵引电传动系统中的关键技术之一，常用方法是通过触发零电压矢量脉冲对电机进行短路实现基速以下的带速重投。本文针对准确选择短路时间和短路时间间隔参数问题，提出了一种不同转速下参数自适应调整的带速重投方法。该方法在电机惰行工况下，通过引入测试零电压矢量脉冲估算惰行电机的大致转速，根据上述转速自适应调整短路时间和短路时间间隔参数，解决了传统固定参数方法无法同时兼顾逆变器过流和转子位置估计精度的矛盾，显著提高了重投时转子位置估计的准确性。对上述方法进行了仿真和实验验证，结果表明本方法的正确性和有效性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制带速重投短路电流法

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柔性航天器全局有限时间姿态容错控制

控制理论与应用 2024年

作者：朱婉婉杨玉凯宗群中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心天津大学电气自动化与信息工程学院中国矿业大学信息与控制工程学院北京精密机电控制设备研究所航天伺服驱动与传动技术实验室

本文针对在模型不确定性、外界干扰与执行器故障影响下柔性航天器姿态控制问题,设计一种自适应容错控制算法,该算法包括标称控制部分和补偿控制部分.首先,标称控制部分用于实现不考虑综合不确定影响下航天器有限时间姿态控制.其次,补偿... 详细信息

本文针对在模型不确定性、外界干扰与执行器故障影响下柔性航天器姿态控制问题,设计一种自适应容错控制算法,该算法包括标称控制部分和补偿控制部分.首先,标称控制部分用于实现不考虑综合不确定影响下航天器有限时间姿态控制.其次,补偿控制部分基于积分滑模设计,该补偿控制器通过对综合不确定有效估计,在控制器中作补偿,减少对姿态控制精度的影响,提高航天器姿态控制精度.该算法特点在于可实现柔性航天器全局有限时间姿态控制,放宽角速度或其导数、执行器故障或其导数有界的假设.同时,基于Lyapunov函数严格证明整个闭环系统的稳定性.最后,通过仿真验证该控制算法的有效性.

关键词：姿态控制自适应控制干扰观测器柔性航天器