襟翼作动器控制系统设计及安全性评估

发布时间：2017-08-29 19:14

  本文关键词：襟翼作动器控制系统设计及安全性评估

  更多相关文章： 襟翼 机电作动器 跟踪控制 余度管理 力矩纷争 均衡控制技术 系统安全性评估

【摘要】：机电作动器作为目前已获得成功的功率电传作动器的主要形式之一,取消了对机载液压系统的依赖,其应用在极大减轻民机空机重量的同时,可以有效提高作动器系统的作动效率和可靠性,降低作动器系统的周期性维护成本,是未来全电飞机作动技术发展的主要目标之一。本文通过对机电作动器国内外研究现状的调研,以民机襟翼机电作动器系统为研究对象,对其关键技术进行了研究。首先,在深入研究襟翼机电作动器的工作原理和数学模型的基础上,利用非线性控制理论,设计并论证了一种非线性连续鲁棒控制器,数值仿真表明,该控制器具有精确的位置跟踪控制能力和较强的鲁棒性。其次,结合民机襟翼机电作动器系统的安全可靠性要求,提出了一种双电机输入的复合式机电作动器,针对该复合余度形式中存在的力矩纷争问题,设计了一种基于电流误差调节的反馈补偿控制系统,并利用数值仿真进行了验证,仿真结果表明,该控制方法可以实现对双电机转矩通道的动态均衡控制。最后,以某型民机襟翼为平台,对襟翼机电作动器系统进行了架构设计,并依据此架构,展开了系统安全性评估流程的研究,以其中的“未通告的丧失襟翼功能”失效状态为例,对襟翼机电作动器系统的安全性要求进行了分析和确认。
【关键词】：襟翼 机电作动器 跟踪控制 余度管理 力矩纷争 均衡控制技术 系统安全性评估
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V249.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-22
• 1.1 选题背景及研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-20
• 1.2.1 国外研究现状11-15
• 1.2.2 国内研究现状15-17
• 1.2.3 国内外研究现状的总结17-20
• 1.3 论文研究内容及结构安排20-22
• 第二章 机电作动器控制器设计22-37
• 2.1 机电作动器的结构形式和工作原理22-23
• 2.2 系统数学模型23-24
• 2.2.1 电气方程23
• 2.2.2 电磁方程23
• 2.2.3 动力学方程23-24
• 2.2.4 输出位移24
• 2.3 控制器设计24-29
• 2.3.1 预备知识25
• 2.3.2 设计过程25-28
• 2.3.3 稳定性分析28-29
• 2.4 数值仿真29-36
• 2.4.1 恒定负载仿真分析29-32
• 2.4.2 负载阶跃扰动仿真分析32-34
• 2.4.3 变负载仿真分析34-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 机电作动器余度设计及力矩均衡控制系统设计37-46
• 3.1 机电作动器的余度结构设计与管理37-40
• 3.1.1 机电作动器的复合式余度结构38-39
• 3.1.2 复合余度EMA的工作模式39-40
• 3.2 力矩均衡控制系统设计40-42
• 3.2.1 力矩纷争问题分析40
• 3.2.2 均衡控制方法的研究40-41
• 3.2.3 反馈补偿控制系统设计41-42
• 3.3 数值仿真42-45
• 3.3.1 未加均衡控制的仿真分析43-44
• 3.3.2 加入均衡控制的仿真分析44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 机电作动器系统安全性评估46-66
• 4.1 系统安全性评估概述46-48
• 4.2 襟翼系统描述48-50
• 4.2.1 襟翼系统概述48-49
• 4.2.2 襟翼机电作动器系统49-50
• 4.3 襟翼系统的FHA50-58
• 4.3.1 FHA概述50-51
• 4.3.2 失效状态影响等级51-53
• 4.3.3 襟翼系统的系统级FHA53-58
• 4.4 襟翼作动系统的PSSA58-63
• 4.4.1 PSSA概述58
• 4.4.2 PSSA的故障树建立和分析58-63
• 4.5 襟翼作动系统的SSA63-65
• 4.5.1 SSA概述63-64
• 4.5.2 安全性验证64-65
• 4.6 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 论文总结66
• 5.2 进一步研究的展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文73

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本文编号：754962