推力矢量控制装置与测试系统研究与设计

发布时间：2017-11-25 05:26

  本文关键词：推力矢量控制装置与测试系统研究与设计

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【摘要】：推力矢量控制技术是利用改变发动机等推进装置产生的燃气流方向来控制飞行器的飞行方向和姿态角,由于不受飞行速度、高度和大气特性影响,使飞行器在任何环境下都具有很高的机动性能,因此围绕推力矢量控制技术展开的研究越来越广泛。本文重点研究推力矢量驱动控制装置,并设计出进行地面实验时用于测量推力矢量的天平测试系统,最后分别进行实验验证和分析。推力矢量控制装置主要由舵机控制系统和尾喷管组成,舵机控制系统接受飞控计算机发出的位置给定指令,驱动尾喷管快速摆动到给定位置,从而达到改变发动机喷气流方向的目的。本文选用电动舵机控制系统作为推力矢量核心控制装置,结构简单,控制方便,输出转矩大。电动舵机控制系统主要由三相无刷直流电机(BLDCM).驱动控制器、传感器以及减速机构等四部分组成。其中驱动控制器是舵机系统重要组成部分,选用集成驱动芯片L6235作为功率变换器,其内部包含三相全桥及其驱动单元、Hall换相解码逻辑、过热过流保护单元等,功能齐全,使用方便；控制单元采用DSP+CPLD全数字式控制架构,电流闭环、转速闭环和位置闭环三环控制策略,前馈控制结合反馈控制的控制方法实现对位置给定指令的快速跟踪,并保证极小的稳态误差。试验测试表明,舵机控制系统空载带宽高达6Hz,额定负载带宽为5Hz,稳态误差仅为±0.1。,满足系统设计指标,可作为推力矢量控制装置。推力矢量控制技术进行地面实验研究时,需对发动机推力实时、精确测量并记录,因此测试系统是尤为关键的实验装置。选用六分量应变天平作为推力矢量测试系统,采用具有高共模抑制比的信号放大电路对微弱的应变信号进行调理,24位高精度△-∑采样机理的ADS1256专用芯片进行A/D转换,以DSP28335为采集系统控制单元实现对天平应变信号实时采集并传送给上位机显示和记录。实验表明,本测试系统灵敏度高、线性好、噪声小、实时显示效果好,测量稳态误差仅为DSP自带A/D模块测量结果的百分之一,满足推力矢量实验测试要求。电动舵机控制系统根据飞控计算机给定的位置指令驱动尾喷管摆动而控制推力矢量,地面试验中通过六分量应变天平测试系统测量发动机产生的矢量推力,本文设计可用于发动机数学建模和推力矢量控制研究。
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V233.7

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

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本文编号：1224948