基于FPGA的飞机货舱门作动器控制策略研究

发布时间：2024-04-21 04:44

　　随着多电技术的发展,机电作动器(Electro-Mechanical Actuator,EMA)成为飞机飞行控制和作动设备的新型实现形式,应用日益增多。本文设计的飞机货舱门作动器(Cargo Door Actuation System,CDAS)采用EMA技术。为了降低系统的功率需求、提高关门精度以及货舱门运行的稳定性,本文开展了飞机货舱门作动器控制策略的研究。论文完成了系统方案的设计、飞机货舱门作动器数学模型的建立、Simulink仿真模型的建立、控制策略设计和部分FPGA程序设计,并进行试验及分析试验结果。首先本文根据飞机舱门作动器国内外发展现状及飞机供电方案设计了4种实现方案,根据系统技术指标及各方案优缺点确立了系统的总体方案。建立了无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)和货舱门负载数学模型,并在Simulink平台建立了整体仿真模型。然后,通过负载匹配原理设计开关门速度曲线,并采用PVT插补算法优化速度曲线,使速度曲线连续、光滑。针对负载变化对系统性能的影响,选择采用模糊PI控制,该控制方法能够在线调整PI参数,提升系统对负载变化的适应性。本文采用MA...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 飞机舱门作动系统国内外研究现状
    1.3 电机数字控制技术
    1.4 控制方法
        1.4.1 PID控制
        1.4.2 模糊控制
    1.5 本论文主要研究内容
2 货舱门作动器方案设计
    2.1 引言
    2.2 主要技术指标
    2.3 方案设计
    2.4 货舱门作动器组成
    2.5 工作模式
    2.6 本章小结
3 系统建模与仿真
    3.1 引言
    3.2 无刷直流电机数学模型
    3.3 货舱门负载数学模型
    3.4 货舱门作动器Simulink仿真模型
        3.4.1 整体仿真模型
        3.4.2 无刷直流电机仿真模型
        3.4.3 负载仿真模型
        3.4.4 控制器仿真模型
    3.5 本章小结
4 控制策略研究
    4.1 引言
    4.2 速度曲线设计
        4.2.1 负载匹配原理
        4.2.2 PVT插补算法
        4.2.3 开关门速度曲线
    4.3 控制方法研究
        4.3.1 负载对系统性能的影响
        4.3.2 货舱门作动器的模糊控制器设计
        4.3.3 仿真分析
    4.4 本章小结
5 FPGA软件设计及试验
    5.1 引言
    5.2 FPGA软件设计
        5.2.1 FPGA开发环境及开发语言
        5.2.2 传统PI模块设计
        5.2.3 模糊PI模块设计
    5.3 试验
        5.3.1 试验设备
        5.3.2 试验结果
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录A 参数符号
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3960422