电动操纵负荷系统研究

发布时间：2017-08-13 22:31

  本文关键词：电动操纵负荷系统研究

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【摘要】：对事故环境进行逼真的再现,有助于调查人员推演事故原因,研究防止类似事故再次发生的方法,提高飞行安全性。操纵负荷系统提供的驾驶杆杆力直接影响飞行员对飞行状态的把握,因此也是事故环境再现中的重要一环。本论文完成了电动操纵负荷系统的系统总体方案设计以及系统各部分设计和实现,研究了电动操纵负荷系统MATLAB-ADAMS联合仿真建模,并对力感控制策略以及如何抑制系统受到的干扰等方面的问题进行了理论和实验研究。介绍了一套基于直驱电机,结构简单,控制灵活的电动操纵负荷系统。建立了力感模拟仿真需要的MATLAB与ADAMS联合仿真模型,对系统在无扰动情况下的静态和动态特性进行了仿真分析。根据工程实际,采用了经典的PID控制算法,并采用衰减曲线法对控制参数进行整定,快速获得了优良的控制参数。针对系统可能出现的突变问题,将PID控制器改为增量式PID控制器。在研制的电动式操纵负荷系统实物上的进行实验研究:纵向比较控制器加载前后系统的力感模拟效果,验证了控制策略的有效性;通过两种回路结构的横向比较,获得了适合于本课题的回路结构。针对操纵负荷系统实际操纵存在的各通道耦合干扰,加入神经元智能PID控制,有效抑制了上述干扰。
【关键词】：电动操纵负荷系统 PID控制 力矩电机
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V227
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 课题的研究背景和意义13-15
• 1.2 国内外研究现状15-20
• 1.2.1 飞行模拟器国内外研究现状15-18
• 1.2.2 飞行模拟器的发展趋势18
• 1.2.3 操纵负荷系统的研究18-20
• 1.3 本文的主要内容与章节安排20-22
• 第二章 操纵负荷系统的组建22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 系统组成与原理22-23
• 2.3 执行系统设计23-28
• 2.3.1 机构设计23-24
• 2.3.2 电机选型24-26
• 2.3.3 齿轮齿条设计计算26-28
• 2.4 传感器系统28-29
• 2.5 上位机系统29-31
• 2.5.1 PCI板卡29-30
• 2.5.2 操纵负荷控制程序30-31
• 2.6 本章总结31-32
• 第三章 电动操纵负荷系统仿真建模32-49
• 3.1 引言32
• 3.2 飞机升降舵操纵系统数学模型32-34
• 3.2.1 飞机飞行操纵系统32-33
• 3.2.2 操纵杆位移与舵偏角的数学模型33
• 3.2.3 杆力与杆位移的数学模型33-34
• 3.3 执行系统模型的建立34-47
• 3.3.1 拉压力传感器的模型34-37
• 3.3.2 永磁同步交流伺服电机模型37-44
• 3.3.3 传动系统模型44-46
• 3.3.4 驾驶员操纵模型46-47
• 3.4 电动操纵负荷系统仿真模型47-48
• 3.5 本章总结48-49
• 第四章 操纵负荷系统控制策略49-55
• 4.1 引言49
• 4.2 电动操纵负荷系统的特性仿真分析49-51
• 4.2.1 定点仿真49-50
• 4.2.2 跟随仿真50-51
• 4.3 操纵负荷系统控制策略51-54
• 4.3.1 PID控制器设计52-54
• 4.3.2 多余力讨论54
• 4.4 本章总结54-55
• 第五章 操纵负荷系统实验研究55-66
• 5.1 引言55-56
• 5.2 电动操纵负荷系统制约因素56-57
• 5.3 操纵负荷系统测试实验57-61
• 5.3.1 稳定输出实验58
• 5.3.2 电动操纵负荷系统验收测试58-60
• 5.3.3 电动操纵负荷系统多通道耦合研究60-61
• 5.4 神经网络控制策略61-63
• 5.5 调校机构模拟63-64
• 5.6 本章总结64-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 工作总结66-67
• 6.2 进一步工作展望67-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文72

【参考文献】

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本文编号：669394