电动负载模拟器的控制系统研究

发布时间：2017-05-21 16:28

  本文关键词：电动负载模拟器的控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：负载模拟器是用来模拟飞行器在运动过程中舵面所受的空气动力矩，是进行地面半实物仿真的重要设备。由于对飞行器控制性能和机动性能提出了优化，设计相应的加载系统时在频率响应和加载精度等方面也提出了高指标。论文对电动负载模拟器做了较深入的分析和研究，提出了一些有效的控制方法。 负载模拟器在加载过程中存在多余力矩，这严重影响了系统的稳定性和加载精度。通过分析电动负载模拟器的基本结构和工作原理，考虑舵机干扰的影响，建立加载系统的数学模型，分析了多余力矩产生的机理。设计前馈结构补偿环节直接消除干扰影响，并分析常规补偿策略的不足之处，提出改进的结构不变性补偿方法，微分环节阶数能够降低，物理实现比较容易。当系统建模不够精确、系统受到非线性因素的影响，，参数发生变化时，系统性能将得不到保证，前馈控制器能够消除舵机干扰的影响，但不能提高加载系统的动态性能；而自适应控制可以实现系统的准确跟踪，但不能排除扰动。因此，为了克服系统单独采用一种方法的局限性，提出了利用复合控制方法来设计控制系统，仿真结果表明，该控制策略能够有效消除多余力矩，提高加载系统的动态性能。
【关键词】：电动负载模拟器 多余力矩 前馈补偿 自适应控制 复合控制
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：V216.8;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 发展概况和关键技术问题9-11
• 1.3 控制策略的研究现状及分析11-15
• 1.3.1 控制策略分析11-14
• 1.3.2 性能评价指标14-15
• 1.4 论文研究内容15-16
• 第2章 电动负载模拟器的模型建立及特性分析16-28
• 2.1 负载模拟器的基本结构16-17
• 2.2 负载模拟器的工作原理17-18
• 2.3 负载模拟器的机理模型18-23
• 2.3.1 舵机系统模型18-19
• 2.3.2 加载系统模型19-22
• 2.3.3 系统的模型参数22-23
• 2.4 多余力矩和系统因素影响23-28
• 2.4.1 多余力矩产生机理23-25
• 2.4.2 连接环节对多余力矩的影响25-26
• 2.4.3 多余力矩特点及非线性因素分析26-28
• 第3章 系统控制器设计28-40
• 3.1 系统稳定性分析28-31
• 3.1.1 未加补偿系统根轨迹分析28-30
• 3.1.2 系统频率响应分析30-31
• 3.2 弹性环节对加载系统性能影响31-33
• 3.3 系统 PID 控制器设计及校正33-37
• 3.4 控制系统仿真37-40
• 第4章 多余力矩抑制的补偿策略40-54
• 4.1 抑制多余力矩的补偿策略40-45
• 4.1.1 前馈补偿基本原理40-41
• 4.1.2 前馈补偿方法抑制多余力矩分析41-42
• 4.1.3 常规补偿方法及其局限性42-45
• 4.2 改进的结构补偿设计45-51
• 4.2.1 系统补偿控制器设计45-46
• 4.2.2 仿真分析46-51
• 4.3 系统不确定因素分析51-54
• 第5章 基于自适应复合控制策略电动加载系统设计54-64
• 5.1 自适应控制原理54-56
• 5.1.1 自适应控制结构54-56
• 5.1.2 控制律设计问题56
• 5.2 自适应控制方法56-60
• 5.2.1 控制结构设计56-57
• 5.2.2 传递函数及状态空间模型选取57-59
• 5.2.3 仿真结果及局限性分析59-60
• 5.3 复合控制结构设计60-61
• 5.4 控制系统仿真分析61-64
• 第6章 结论与展望64-66
• 参考文献66-72
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果72-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：384229