EMA伺服驱动控制系统的算法及其性能研究

发布时间：2018-09-05 20:08

【摘要】：EMA是一类采用电机驱动的位置伺服控制系统。相比传统的液压作动系统,EMA具有作动效率高、易维护、体积小等优点,正被越来越多地应用于航空航天领域。高性能的航空器和航天器要求EMA具有快速的伺服响应性能和较强的抗干扰性能。本文针对EMA的这两个关键伺服性能进行EMA伺服控制算法的研究与改进,并最终设计出了一套性能较好的EMA伺服驱动控制系统。首先,本文进行了EMA伺服系统的总体设计,建立了以三闭环PID控制为基础的系统模型。针对传统PID控制的不足,通过电压前馈解耦控制算法和自抗扰控制算法对基础模型进行优化,以提高EMA的伺服响应速度和抗干扰能力,并通过仿真试验初步验证了算法优化的有效性。其次,本文以IPM模块为核心设计了系统的功率电路,以DSP为核心设计了系统的控制电路,进而完成了EMA伺服驱动控制系统硬件平台的设计。在硬件平台的基础上,结合EMA的应用需求,设计了一套基于DSP的嵌入式软件系统,完成了整个EMA伺服驱动控制系统的设计。最后,本文通过系统性能试验验证了整个EMA伺服驱动控制系统设计的合理性。
[Abstract]:EMA is a kind of position servo control system driven by motor. Compared with the traditional hydraulic actuation system, EMA has the advantages of high actuation efficiency, easy maintenance and small volume, and is being applied more and more in the field of aerospace. High performance aircraft and spacecraft require EMA to have fast servo response performance and strong anti-jamming performance. This paper studies and improves the EMA servo control algorithm for the two key servo performance of EMA, and finally designs a set of EMA servo drive control system with better performance. Firstly, the overall design of EMA servo system is carried out, and the system model based on three closed loop PID control is established. Aiming at the deficiency of traditional PID control, the basic model is optimized by voltage feedforward decoupling control algorithm and auto disturbance rejection control algorithm, in order to improve the servo response speed and anti-interference ability of EMA. The effectiveness of the algorithm is verified by simulation experiments. Secondly, the power circuit of the system is designed with IPM module as the core, the control circuit of the system is designed with DSP as the core, and the hardware platform of the EMA servo drive control system is designed. Based on the hardware platform and the application requirement of EMA, an embedded software system based on DSP is designed, and the whole EMA servo drive control system is designed. Finally, the rationality of the design of the EMA servo drive control system is verified by the system performance test.
【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】：2017
【分类号】：TP273

【参考文献】

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本文编号：2225333