【摘 要】
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飞机舵机电动加载系统作为地面半实物仿真设备,通过模拟舵机在实际飞行过程中中所受到的气动力矩载荷,为飞控系统工作性能研究提供真实可靠的实验数据,具有可控性好、无污染等优点。在电动加载系统工作过程中,由于舵机主动运动产生的多余力矩会使得指令力矩与实际加载力矩之间出现严重偏差,从而导致系统控制性能严重下降。因此,如何有效抑制多余力矩干扰具有重要研究意义。由于永磁同步电机不仅结构简单、转动惯量小、动态响应
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飞机舵机电动加载系统作为地面半实物仿真设备,通过模拟舵机在实际飞行过程中中所受到的气动力矩载荷,为飞控系统工作性能研究提供真实可靠的实验数据,具有可控性好、无污染等优点。在电动加载系统工作过程中,由于舵机主动运动产生的多余力矩会使得指令力矩与实际加载力矩之间出现严重偏差,从而导致系统控制性能严重下降。因此,如何有效抑制多余力矩干扰具有重要研究意义。由于永磁同步电机不仅结构简单、转动惯量小、动态响应速度快,而且转矩跟踪能力强,所以本文应用永磁同步电机作为飞机舵机电动加载系统的力矩加载元件。首先,设计系统结构组成,利用永磁同步电机将电能转化为机械能,利用橡胶金属缓冲弹簧实现连续的大力矩加载。其次,分别建立了永磁同步电机、力矩传感器、力矩速度反馈环节的数学模型,并且在此基础上,建立系统数学模型。然后,结合模糊积分滑模控制策略与扰动观测器,对永磁同步电机调速控制器进行设计。一方面,采用模糊积分滑模控制策略改进永磁同步电机速度环,不仅可以改善电机加载性能、降低系统超调量,而且能够减少积分滑模控制引起的抖振。另一方面,采用扰动观测器对扰动力矩进行实时观测和补偿,以降低加载过程中永磁同步电机受到的扰动力矩干扰。最后,利用Matlab/Simulink工具箱进行仿真实验。结果表明,本文设计的永磁同步电机调速控制器不仅可以提高系统的加载精度和响应速度,而且能够保证稳定性和鲁棒性。
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