基于飞机发动机尾部喷口转向机构的EHA设计与性能研究

发布时间：2020-08-08 12:00

【摘要】：航空发动机是一种精密的机械,其性能直接影响到飞机的性能,尾喷管为发动机中的重要组成部分,需要具有良好的动态性能。机械式发动机尾喷管动力机构主要液压机构构成,其工作过程是通过电液伺服阀来控制液压缸或者液压马达的运动来实现的。电液作动器是一种作动稳定、易于集成化、模块化的机电液作动系统,同时具有液压伺服系统与机电作动系统的优点,目前已在多个领域实现了应用。本课题的任务是完成电液作动器的结构设计,分析影响系统动态性能的因素,并对其控制展开研究。本文对电液作动系统进行了研究,完成增压油箱、集成阀块及作动器等主要元件的设计与选型。针对电液作动器的各部分,分别建立了永磁同步电机数学模型,液压系统数学模型,并根据数学模型在AMESim平台搭建了液压部分的模型。利用Simulink-AMESim联合仿真平台,进行了电液作动器的位置控制仿真。并分析了系统模型,结合仿真分析,找到了影响系统动态响应的因素,并提出了建议。针对系统滞后的问题,本文将前馈控制引入到电液作动器位置控制过程,得到了较好的控制结果。此外,本文还设计了基于RBF神经网络的增量式PID控制器,并应于系统仿真中,提高了系统的动态性能。利用MATLAB环境下的Simulink Real Time完成了系统实验,对实验结果进行了分析,分析了系统的响应特性,验证了部分影响系统动态特性的因素,给出了提高系统动态性能的建议。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V233
【图文】：

哈尔滨工业大学硕士学位论文1.2 国内外发展概况1.2.1 电液作动器国外发展概述二十世纪初，容积式控制的雏形已经出现，但由于电机发展不成熟，因而发展缓慢，直到 20 世纪 80 年代，伺服电机的迅速发展，使得电机驱动液压执行元件的运动得以实现，并在节能高效等方面展现出巨大优势，许多国家开展了相关的研究，并将其应用于工程领域当中[6]。日本是对 EHA 研究较早的国家之一。图 1-1 为日本油研公司研制的利用交流伺服电机驱动定量柱塞泵的 IH 伺服控制单元原理图，它实现了速度、位置、压力的闭环数字控制，具有小型化、低噪音、节能高效的特点[8]。图 1-2 是日本第一电气株式会社研制的电动静液作动机构，该结构采用闭式回路，结构紧凑节能效果明显。川崎重工业株式会社研发了变频伺服电机控制大流量高压力变排量的柱塞泵，实现了高精度控制。

哈尔滨工业大学硕士学位论文1.2 国内外发展概况1.2.1 电液作动器国外发展概述二十世纪初，容积式控制的雏形已经出现，但由于电机发展不成熟，因而发展缓慢，直到 20 世纪 80 年代，伺服电机的迅速发展，使得电机驱动液压执行元件的运动得以实现，并在节能高效等方面展现出巨大优势，许多国家开展了相关的研究，并将其应用于工程领域当中[6]。日本是对 EHA 研究较早的国家之一。图 1-1 为日本油研公司研制的利用交流伺服电机驱动定量柱塞泵的 IH 伺服控制单元原理图，它实现了速度、位置、压力的闭环数字控制，具有小型化、低噪音、节能高效的特点[8]。图 1-2 是日本第一电气株式会社研制的电动静液作动机构，该结构采用闭式回路，结构紧凑节能效果明显。川崎重工业株式会社研发了变频伺服电机控制大流量高压力变排量的柱塞泵，实现了高精度控制。

具有小型化、低噪音、节能高效的特点[8]。图 1-制的电动静液作动机构，该结构采用闭式回路，结构工业株式会社研发了变频伺服电机控制大流量高压力精度控制。IH 伺服单元原理图 图 1-2 日本第一电气株式会社设世纪末，一些 EHA 产品已经可以应用于世纪设备之上经进行了较长的时间的研究、试验、发展及应用，新在 F-18、F-16 等战斗机上进行了应用，并将其装备到民于 F-18 样机中的 EHA 模型。

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本文编号：2785532