收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

飞机全电刹车机电作动系统的建模与控制方法研究

韩伟健  
【摘要】:飞机全电刹车是随着多/全电飞机的发展而诞生的一种全新的制动理念。与传统的液压刹车系统相比,全电刹车系统具有体积小、重量轻、安全性高、动态性能好等优点。机电作动系统是电刹车系统的关键子系统,是刹车过程中产生制动力矩的核心环节,主要由机电作动控制器(EMAC)和机电作动器(EMA)组成。本文重点针对机电作动系统的建模和控制方法进行了研究。论文首先介绍了EMAC和EMA的工作原理,结合机电作动系统的工作状态,研究了无刷直流电机在刹车过程中的运行状态,得出了电机在整个运行过程中包含轻载运行、正向变负载运行、短时回馈制动、反转运行等多种状态,运行轨迹经历第一、三、四象限。根据EMA各组成部分的工作原理,建立了无刷直流电机、减速齿轮、滚珠丝杠的数学模型,通过试验数据拟合得到了刹车力与活塞位移的数学关系。借鉴经典的静摩擦+粘滞摩擦+库伦摩擦模型,引入刹车力这一变量,建立了EMA的摩擦力矩模型。在Matlab/Simulink环境下,搭建了机电作动系统的仿真模型,经仿真结果与实测数据对比,验证了模型的有效性。同时,进一步证明了在开环情况下,EMA输出的刹车力具有迟滞特性,机电作动系统为非线性系统。论文采用PI控制算法,仿真分析了刹车力单闭环,刹车力、电流双闭环以及刹车力、转速、电流三闭环这三种结构的控制效果。结果表明大幅度刹车力调节时,基于PI控制算法的刹车力伺服控制在任意结构下均能够满足系统的动态响应和稳态精度要求。并通过对比得出三环结构的控制效果优于单环和双环结构。此外,为了优化PI控制在小幅度刹车力调节时的控制精度,提出了一种基于静摩擦+库伦摩擦模型的摩擦力矩补偿控制方法,通过提供与静摩擦和库伦摩擦力矩大小相等、方向相反的补偿转矩,消除了EMA摩擦力矩中的非线性分量,提高了刹车力的控制精度,减小了力伺服控制过程中的转速死区。结合实际技术要求,采用高性能数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为控制核心,阐述了EMAC的软、硬件组成及其设计方案,搭建了电刹车机电作动系统的试验平台,对文中所涉及的部分控制方法进行试验。结果表明:系统输出的刹车力能够快速响应和准确跟踪给定信号,满足刹车系统控制性能要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 沙南生,李军;功率电传机载一体化电作动系统的研究[J];北京航空航天大学学报;2004年09期
2 李军,付永领,王占林;机载电静液作动系统的发展现状与关键技术研究[J];航空制造技术;2005年11期
3 孙卫华,裘丽华,祁晓野,王占林;电机-泵复合控制作动系统的建模与分析[J];系统仿真学报;2005年02期
4 李军,付永领;多学科多目标评价及其在电静液作动系统中的应用[J];计算机集成制造系统;2005年03期
5 齐蓉,陈明;多电飞机容错作动系统拓扑结构分析[J];航空计算技术;2005年01期
6 郭宏;邢伟;;机电作动系统发展[J];航空学报;2007年03期
7 付永领;张卫卫;纪友哲;;电机泵阀协调控制作动系统的建模及仿真[J];机床与液压;2010年11期
8 付永领;齐海涛;王利剑;刘和松;;混合作动系统的工作模式研究[J];航空学报;2010年06期
9 田涌;;飞控作动系统通用测试环境设计[J];测控技术;2010年06期
10 王旻;马显超;;余度作动系统力纷争试验方法研究[J];民用飞机设计与研究;2010年02期
11 陈焕明;刘卫国;鲍世平;肖息;;基于键图的机电作动系统的建模与仿真[J];测控技术;2011年09期
12 祁晓野,付永领,王占林;功率电传机载作动系统方案分析[J];北京航空航天大学学报;1999年04期
13 郭丽丽;于黎明;卢扬;范殿梁;;主飞控混合作动系统工作模式的研究[J];液压与气动;2013年11期
14 梁琼花;;电传飞机伺服作动系统非线性建模[J];教练机;2011年03期
15 沈磊;;大型民用飞机新型飞控作动系统浅析[J];中国制造业信息化;2012年23期
16 曹泽生;仲悦;王效亮;颜峰;;液压作动系统阀泵联合控制技术研究[J];液压与气动;2013年02期
17 付永领,裴忠才,王占林;伺服作动系统的余度控制[J];北京航空航天大学学报;1999年05期
18 齐蓉,陈明;永磁容错电机及容错驱动结构研究[J];西北工业大学学报;2005年04期
19 皇甫宜耿;马瑞卿;杨永亮;;具有自动定位的航空无刷直流直线作动系统[J];计算机测量与控制;2006年05期
20 魏鹏;王占林;裘丽华;;针对飞机机载作动系统的模糊变结构控制[J];清华大学学报(自然科学版);2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭宏;邢伟;;机电作动系统发展综述[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
2 葛云海;周元钧;赵运坤;;复合式余度机电作动系统的容错控制策略分析[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
3 于黎明;王占林;裘丽华;;基于能源优化的多电飞机混合作动系统配置研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
4 郭农生;周元钧;;复合式余度机电作动系统的容错控制方法与性能分析[A];第十二届中国小电机技术研讨会论文集[C];2007年
5 薛龙献;黄佑;胡林;徐涛;;飞行器作动系统驱动能源对比分析[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
6 胡务农;;功率电传作动系统发展策略[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
7 于黎明;王占林;裘丽华;;AMEsim环境下EHA模型的建立与分析[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
8 于黎明;王占林;裘丽华;;带有结构谐振的电液位置伺服作动系统的时域MITAE反馈优化设计[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
9 张贺;;GO法在飞机电静液作动系统可靠性中的分析与应用[A];第十五届中国科协年会第13分会场:航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年
10 于黎明;王占林;裘丽华;;带有结构谐振的电液位置伺服作动系统的时域MITAE反馈优化设计[A];中国航空学会液压气动专业2005年学术讨论会论文集[C];2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 童安平;一种适用于中小无人机的飞控舵面机电作动系统设计[D];电子科技大学;2015年
2 何垒;机电作动系统半实物仿真研究[D];西安工业大学;2016年
3 郭宏阳;民机伺服作动系统故障分析与测试样本优化方法研究[D];南京航空航天大学;2016年
4 韩伟健;飞机全电刹车机电作动系统的建模与控制方法研究[D];西北工业大学;2015年
5 王敬;民用飞机余度作动系统可靠性研究[D];中国民航大学;2012年
6 侯晨光;民用飞机伺服作动系统可靠性方法研究[D];西北工业大学;2007年
7 沈磊;民用飞机电传飞控作动系统设计与工程运用[D];上海交通大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 王波;C919项目飞控作动系统达成合作意向[N];中国航空报;2010年
2 穆格工业集团 Bernhard Zervas;浅谈新一代电液蒸汽阀门作动系统[N];中国电力报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978