液压电动双作用舵机的同步控制系统研究

发布时间：2017-07-03 07:35

  本文关键词：液压电动双作用舵机的同步控制系统研究

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【摘要】：舵机系统作为飞行器、船舶等的操纵系统的执行机构,对操纵性能起着决定性作用。高性能舵机系统对体积,重量,承载能力和控制性能提出了越来越高的要求。尤其在大负载情况下,需要舵机输出的功率足够大,响应速度快,可靠性高,才能完成所需的操纵效果。为此,提出液压电动双作用舵机系统同步控制方案,用液压驱动系统和电机驱动系统为舵机提供动力,构建液压电动的同步控制系统,来完成舵机的双作用驱动。首先,对双动力舵机系统结构进行了研究和论证,构建MATLAB仿真模型,验证系统结构的可行性,得到舵机同步控制系统结构模型。其次,分别对液压伺服控制系统和电机伺服控制系统进行建模,选取交流异步电机作为电动驱动,分析了交流异步电机的矢量控制方式,并构建各动力系统的MATLAB模型进行仿真分析。改进了传统的PID控制器,将其与模糊理论,自适应理论和免疫算法相结合构成了模糊自适应PID和免疫PID,新型控制器的设计,有效的提高了同步系统的控制性能。最后,将液压伺服系统和电机伺服系统通过非离合主从式结构连接,构建了MATLAB模型,对其进行了仿真。仿真结果表明,液压电动双作用舵机系统的同步性得到了有效的提高,0.1秒到0.2秒之内就实现系统的完全同步,可满足试验要求。
【关键词】：同步舵机系统 液压伺服控制 电机伺服控制 模糊自适应PID 免疫PID
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 引言9-14
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 双作用舵机系统研究现状10-12
• 1.2.1 双作用同步舵机系统10-11
• 1.2.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文研究的主要内容12-13
• 1.4 本论文的组织安排13-14
• 第二章 双作用舵机同步系统结构与原理14-19
• 2.1 双作用舵机结构实现形式14-15
• 2.2 双作用舵机同步原理15-18
• 2.2.1 非离合主从控制15-17
• 2.2.2 非离合交叉控制17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第三章 液压动力系统设计与建模19-28
• 3.1 液压动力系统工作原理19-20
• 3.2 液压缸数学模型及传递函数20-23
• 3.2.1 液压缸数学模型20-22
• 3.2.2 液压缸传递函数22-23
• 3.3 传感器数学模型23-24
• 3.4 控制器数学建模24
• 3.5 液压动力系统模型及仿真24-27
• 3.6 本章小结27-28
• 第四章 电动系统设计与建模28-45
• 4.1 异步电机的动态数学模型及简化28-36
• 4.1.1 异步电机的动态数学模型28-31
• 4.1.2 异步电动机数学模型的简化31-34
• 4.1.3 两相旋转坐标系下异步电机的简化数学模型34-35
• 4.1.4 两相静止坐标系下异步电机的简化数学模型35-36
• 4.1.5 转子磁场定向两相同步旋转坐标系下异步电机的简化数学模型36
• 4.2 异步电机的矢量控制36-39
• 4.2.1 按转子磁场定向矢量控制原理和结构36-37
• 4.2.2 转速、磁链双闭环矢量控制系统37-39
• 4.3 异步电机位置伺服系统39-40
• 4.4 系统仿真及分析40-43
• 4.4.1 矢量控制系统仿真40-42
• 4.4.2 位置伺服控制系统仿真42-43
• 4.5 本章小结43-45
• 第五章 控制策略和控制器改进45-59
• 5.1 PID控制器45-47
• 5.1.1 PID控制器原理及结构45-46
• 5.1.2 PID参数整定46-47
• 5.2 模糊自适应PID控制器47-54
• 5.2.1 模糊控制系统结构与原理47-48
• 5.2.2 模糊自适应PID控制器的设计48-50
• 5.2.3 模糊自适应PID控制器ASR的矢量系统仿真50-54
• 5.3 基于自适应免疫算法的PID控制器54-57
• 5.3.1 免疫 PID 控制器结构原理54
• 5.3.2 自适应免疫算法54-56
• 5.3.3 自适应免疫PID控制器APR位置伺服系统仿真56-57
• 5.4 本章小结57-59
• 第六章 液压电动双作用舵机同步系统仿真模型及分析59-62
• 6.1 液压电动双作用舵机同步系统仿真模型59-60
• 6.2 仿真结果分析60-61
• 6.2.1 阶跃信号同步60
• 6.2.2 正弦信号同步60-61
• 6.3 本章小结61-62
• 第七章 结论及展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 硕士期间发表的论文：68

  本文关键词：液压电动双作用舵机的同步控制系统研究

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本文编号：512795