射流伺服阀用超磁致伸缩执行器磁场建模与分析

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构,采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理,给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式,并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律,最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.

超磁致伸缩电—机转换器位移感知模型及滞环分析

超磁致伸缩电—机转换器响应快、可靠性高,但动态驱动时,因受磁滞、涡流等因素影响,输出位移的滞环较大。需要以准确的数学模型为基础,通过控制算法来补偿滞环,或通过优化其结构参数来降低滞环。通过实时测量超磁致伸缩棒上所绕线圈两端的感应电压和推导此感应电压与超磁致伸缩电—机转换器输出位移的关系,建立实时反映超磁致伸缩棒磁化状态的超磁致伸缩电—机转换器动态位移感知模型,并进一步推导出了超磁致伸缩电—机转换器输出位移的滞环与其结构参数的关系。通过与试验结果对比,当驱动频率小于300 Hz时,由所建模型计算出的位移峰—峰值的相对误差小于5.8%;通过仿真研究超磁致伸缩电—机转换器结构参数对输出位移滞环的影响,得出增加预压弹簧的刚度,可以降低动态驱动时的滞环。

电液伺服阀的研究现状

介绍了超磁致伸缩材料、压电材料、磁流变流体、电流变流体、形状记忆合金的功能以及其在电液伺服阀中的应用,对近几年电液伺服阀在结构改进方面的情况进行了论述,最后给出了电液伺服阀在数字化、水压方面的发展现状。

浅谈作动器健康管理技术

描述了国内外作动器健康管理技术的发展,阐述了作动器健康管理技术的概念与技术价值。对作动器健康管理技术的体系结构进行了研究,重点论述了基于模型的故障预测及健康管理技术的研究内容,以及数据驱动的神经网络预计作动器剩余寿命的方法。初步研究结果表明:作动器健康管理技术能够有效降低飞机使用、保障费用,并提高飞行安全和飞机可用性。

基于最小二乘支持向量机的超磁致伸缩执行器磁滞非线性模型

为准确模拟超磁致伸缩执行器的磁滞非线性特性,基于最小二乘支持向量机与实验数据建立了超磁致伸缩执行器的模型,结果显示所建模型都能够充分逼近非线性实验数据点。为提高模型的求解速度,仅选用一半的实验数据建立了小样本模型,并与神经网络所建小样本模型对比,结果表明:基于最小二乘支持向量机所建模型的位移预测误差小于1.2μm,而基于神经网络所建模型的位移预测误差大于1.5μm。

粗糙集在神经网络作动器故障诊断中的应用

为解决作动器健康管理中的作动器故障诊断问题,提出了基于粗糙集和神经网络的作动器故障模式分类方法。使用粗糙集理论对故障数据进行预处理,通过创建系统决策表,基于可辨识矩阵进行属性约简,删除冗余的属性。以简化后的样本数据作为神经网络的训练样本,从而降低神经网络构成系统的复杂性,减少网络的训练时间。

超磁致伸缩伺服阀用伺服放大器的设计及分析

为驱动超磁致伸缩伺服阀,结合超磁致伸缩执行器驱动电源与伺服阀用伺服放大器的性能要求设计了超磁致伸缩伺服阀用伺服放大器,并建立了其电路模型,仿真分析了功率运算放大器的开环增益对其输出性能的影响。仿真结果表明,在功率运算放大器开环增益大于80dB时,电路特性可满足设计要求。在驱动负载为额定值时,测试结果表明,样机的输出电流线性度为3%;输出电流2A时,其阶跃响应的调节时间小于0.5ms,幅频宽可达2kHz;在驱动频率小于1kHz时,输出电流失真小且无相位滞后。

超磁致伸缩伺服阀电-机转换器磁场分析与优化

提出一种面向高频伺服阀的新型超磁致伸缩执行器驱动结构。采用有限元法对所设计超磁致伸缩执行器磁场分布进行了数值模拟,分析了驱动与偏置电流、超磁致伸缩棒尺寸、永磁体及输出杆结构形式等因素对执行器磁场分布的影响,揭示了其影响与作用规律。以数值模拟结果为依据对执行器结构形式与设计参数进行了优化,数值模拟及其优化结果与实验曲线基本吻合。

超声电机在变体飞行器创新效应器中的应用

从变体飞行器驱动的关键技术入手,对基于超声电机的变体飞机创新效应器进行了研究,包括基于超声电机的创新效应器的组成、工作原理及优点,为用于变体飞行器的创新效应器工程化研究奠定了基础。

超磁致伸缩执行器驱动的射流伺服阀参数优化

为提高射流伺服阀的性能,提出了一种超磁致伸缩执行器驱动的直动式射流伺服阀。采用磁场有限元分析的方法,建立了超磁致伸缩执行器输出电流与输出位移的关系,分析了线圈结构对其输出位移的影响,并给出了所设计执行器的实验曲线。结合所设计的射流伺服阀的特点,以能量传递效率最大为优化目标,建立了射流结构与射流效率的关系方程,求出了所设计射流伺服阀的最佳射流结构参数,并利用流场分析软件分析了其静态特性,其零位无因次压力增益为1.7mm-1,零位无因次流量增益为1.9mm-1。