基于內(nèi)?？刂频碾妱?dòng)式加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制算法研究.pdf

1、負(fù)載模擬器是在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試舵機(jī)性能的半實(shí)物仿真設(shè)備，它能夠復(fù)現(xiàn)飛行器在空中飛行時(shí)舵面所受的鉸鏈力矩。在國防事業(yè)快速發(fā)展的背景下，對(duì)舵機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和控制精度的要求日益提高，這就使得負(fù)載模擬系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和加載精度等技術(shù)指標(biāo)也必須滿足更高的要求。在各類負(fù)載模擬器中，以電機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件的電動(dòng)式負(fù)載模擬器具有響應(yīng)快，加載精度高等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了國內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)的廣泛研究。因此，本課題以某小力矩電動(dòng)式負(fù)載模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)為研究背景，對(duì)其進(jìn)行了

2、深入的研究和分析。
　　首先，文中分析并對(duì)比了國內(nèi)外負(fù)載模擬器的相關(guān)研究概況。選擇基于矢量控制技術(shù)的永磁同步伺服電機(jī)系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)元件，設(shè)計(jì)了電動(dòng)式負(fù)載模擬器。并在分析研究矢量控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了電動(dòng)式負(fù)載模擬系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)該模型，對(duì)其前向通道和擾動(dòng)通道的系統(tǒng)特性進(jìn)行了分析研究。
　　然后，在分析了電動(dòng)式負(fù)載模擬器原理的基礎(chǔ)上，確立了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的需要對(duì)系統(tǒng)的主要部件——永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器等

3、進(jìn)行選型，進(jìn)而設(shè)計(jì)了加載系統(tǒng)的機(jī)械部分，電氣部分和控制、通訊部分，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在該平臺(tái)上進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試后，對(duì)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　最后，在考慮系統(tǒng)的整體加載性能和系統(tǒng)模型不確定性的情況下，對(duì)系統(tǒng)控制算法進(jìn)行了研究。由于被加載裝置的強(qiáng)位置干擾，系統(tǒng)不可避免的會(huì)存在干擾力矩，因此采用常規(guī)的PID算法很難達(dá)到最佳的控制效果。盡管基于結(jié)構(gòu)不變性原理的PID復(fù)合控制方法能夠在一定程度上補(bǔ)償擾動(dòng)力矩，但前饋算法實(shí)際中實(shí)現(xiàn)較為困