双余度无刷直流电动舵机系统研究与设计

发布时间：2019-10-12 11:08

【摘要】：舵机系统是飞行控制系统的关键组成部分,其性能好坏直接决定飞行器的飞行品质和安全。通过改良元器件质量或者优化系统设计等措施可提高系统的可靠性,但需要付出很大的代价。在舵机系统中引入余度技术可以有效提高任务可靠性,因此,研究双余度舵机控制系统设计对提高飞行器可靠性具有很大意义。论文在了解国内外余度舵机发展现状的基础上,研究学习了相关的新方法,提出了一种完全双余度电动舵机系统设计方案。根据双余度电动舵机伺服系统的机械结构、设计性能等要求对电机进行了选型。在舵机系统建模的基础上,对双余度电动舵机双通道控制结构特性进行了分析。并对本系统余度资源、故障分析、余度管理等内容进行了介绍。完成了以DSP+CPLD为核心控制架构的硬件系统设计,对电源管理、控制单元、驱动单元、信号采集单元、通讯单元等关键部分进行了详细分析。在软件设计部分,介绍了滤波器模块、信号采集模块、通讯模块等部分设计过程,在理论分析的基础上,设计了全数字式三闭环控制律。并设计了基于CPLD的控制逻辑软件,完成无刷电机换向、电机转速解算及系统故障保护等功能。在双余度工程样机上进行了综合试验,验证了所设计的硬件系统、软件系统、控制策略的正确性、合理性。验证结果表明,本文所设计的双余度无刷直流电动舵机系统满足设计性能指标要求,所研究的成果对高可靠电动舵机机发展具有重要的参考价值。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V249.1

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本文编号：2548035