双余度机电作动系统动态力均衡控制方法

飞机多电/全电化技术的发展使得余度机电作动系统广泛应用于飞控舵面作动系统中,但其在主动/主动工作模式下由于作动器输出不同步而造成的力纷争问题仍需解决。针对该问题,建立了系统完整的线性数学模型,分析了动态力纷争的来源和机理,研究并提出了基于速度和加速度前馈补偿控制、基于力差值反馈的PID控制联合作用的动态力均衡控制方法,并对其均衡能力及鲁棒性进行验证,结论得出所提方法不仅可以有效地减弱摩擦、间隙和指令延迟这3个因素造成的动态力纷争,还对系统中各种参数的扰动有一定的鲁棒性。

飞机襟翼阀控伺服作动系统动态性能分析

由于阀控伺服作动系统存在的非线性因素,传统的建模方法所建立的数学模型无法准确地反映系统实际情况。为提升液压系统的控制精度及动态响应性能,解决在实际系统试验中出现的动态特性超差问题,对可能引起的因素及关键参数进行研究,重点分析引起系统静态误差的主要因素,同时分析系统各关键元件的固有频率和阻尼比对系统动态性能的影响。利用Matlab/Simulink软件对系统进行非线性建模,理论推导计算及仿真结果分析表明,较高的系统各关键元件固有频率和阻尼比有利于提高系统动态性能。

飞机舵面作动系统动压反馈特性分析

电液伺服作动系统是飞控系统的关键子系统,在实际工作中,存在作动系统与飞机舵面结构谐振的问题。为了研究飞机电液伺服作动系统稳定性的问题,建立了完整准确的伺服系统数学模型。在不降低系统性能的前提下,提出利用高通滤波即动压反馈的控制算法来提高伺服系统稳定性的方法。对动压反馈的补偿作用和原理进行介绍,对加入动压反馈后的系统进行数学建模,并对系统阶跃特性和频率特性进行仿真验证,结果证明动压反馈的引入没有降低系统性能,且在综合谐振处提高了系统阻尼,较好地解决了谐振问题,起到了增稳效果。电液伺服作动系统动压反馈技术的初步研究,对后续型号设计有较大应用价值。

基于CSP算法的BWB飞机飞控作动系统架构设计

针对翼身融合(Blended Wing Body,BWB)飞机舵面数量多且每个舵面承担两轴或三轴多种功能,可选的动力源和作动器类型多样,导致飞控作动系统架构设计困难的问题,研究分析了BWB飞机飞控作动系统架构安全性设计原则和技术约束,采用约束满足问题(Constraint Satisfaction Problem,CSP)算法为BWB飞机进行飞控作动系统架构设计,对飞控作动系统架构进行变量V、值域D以及约束C建模分析,设计回溯算法对飞控作动系统架构进行筛选,在1049种候选飞控作动系统架构中,用时不到7 min,为飞机筛选出符合安全性设计原则和技术约束的飞控作动系统架构,比其他文献中的初步筛选算法用时更短,且缩短了设计周期。

航空智能作动系统研究

作动系统正在向智能化、多电化、数字化融合发展。基于此,从材料的智能化和人工智能(Artificial Intelligence,AI)两个方面提出航空智能作动系统的概念,介绍智能作动器架构的基本组成和层次范围,阐述智能材料和智能控制在飞行控制、变形机翼等方面的研究现状,总结航空智能作动的支撑体系,并讨论航空智能作动系统的层次架构。同时,结合目前发展趋势,从对行业影响、智能化水平提高等角度提出航空智能作动系统的未来发展设想。

高可靠机电作动系统防卡塞技术专利分析

机电作动系统作为飞行控制系统的执行机构,其核心承载部件为传动机构,由于该部件存在发生机械卡塞、卡滞的风险,因而防卡塞技术成为机电伺服作动技术在高可靠、高安全领域应用的最大壁垒,如何有效地处理传动机构故障、实现作动系统的容错与智能管理,确保飞行器的安全,是亟需解决的短板。本文通过对高可靠机电作动系统防卡塞技术开展专利分析,剖析了该技术发展趋势及主要创新主体情况,以期为意向进入该行业的企业提供信息支撑。

高超声速飞机机载作动系统发展分析

吸气式高超声速飞机面临严酷的高动压、大热流飞行环境,要求机载系统既要兼具高功率、高效能与高耐热能力,又要满足严苛的体积、重量(质量)与能量约束,给飞控作动系统设计带来了极大的技术挑战。本文通过对高超声速飞机任务和平台动力特点的分析,系统地论述了其飞控作动系统面临的挑战,包括能源、结构和热管理等问题。基于已有高速飞机的公开资料,对作动技术发展现状进行了梳理,结合热管理与机载能源的发展趋势,展望了高超声速飞机作动系统的重点发展方向,并给出了具有可行性的发展路线。

液压反推作动系统节流同步性分析

针对反推力装置液压作动系统的同步驱动需求,分析了液压反推作动系统节流同步工作原理,建立液压同步作动系统等效数学模型,采用SimHydraulics软件搭建系统仿真模型,分析了节流阀开口尺寸、负载力对系统位移同步性的影响。仿真结果表明:当控制两个作动器的节流阀开口大小一致时,随着负载力差异的增大,两个作动器运动过程中的位置差增大;通过调节两个节流阀开口尺寸的差异,能够保证两个作动器同步运动;两个作动器的负载力差异越大,两个节流阀开口尺寸的差异越大。最后通过试验验证了采用节流同步原理的液压反推作动系统在展开与收起过程中的同步性,为后续开展同类液压节流同步作动系统设计提供参考。

并联式机液作动系统力纷争分析研究

并联式作动系统存在的力纷争会使飞机主控舵面主承力结构发生扭曲变形,降低舵面的疲劳寿命,甚至折断舵面,影响飞行安全。以并联式机液作动系统为研究对象,对其物理结构进行深刻剖析,建立系统力纷争的仿真模型,研究单个影响因素以及组合影响因素对系统力纷争的影响情况,找出系统力纷争的主要影响因素,提出减缓纷争力的方法。研究结果表明:并联式机液作动系统中主控阀流量增益和阀口遮盖量对系统力纷争的影响较大,证明了敏感因素组合情况下通过主控阀设计和选配来减缓纷争力的可行性。

双余度差速作动系统用永磁式制动器的设计

为满足双余度差速作动系统工作切换和故障隔离的要求,提出了一种永磁式制动器,并给出了制动器的组成和工作原理。通过等效磁路法建立了锁定和解锁状态制动器的解析模型,并与有限元分析结果进行了对比。进行了制动器摩擦副的设计,分析了摩擦副的磁性能和摩擦性能。最后将制动器实验结果与分析结果进行了比较,验证了分析结果的准确性。

液压伺服作动系统振动的仿真分析和实验验证

针对某型机液压伺服作动系统振动的问题,提出了增加薄壁孔改善系统稳定性的措施。首先,通过Simulink建立伺服作动系统仿真模型,分析系统在谐波与正弦信号输入下的振动情况;其次,在对薄壁孔的原理进行分析的基础上,建立其仿真模型,分析在不同的孔径下系统的稳定性及影响;最后,将该措施应用到某型机的系统中,获得满意的效果。同时验证了该措施的合理性与可行性,并具有一定的工程应用价值。

一种新型电液作动系统

本文提出了一种新型的电液作动系统 ,即电动静液作动器EHA。针对具体的电动静液作动器 ,用EASY5软件对系统进行了仿真分析 ,仿真结果表明所设计的系统具有良好的动态性能 。

功率电传机载作动系统方案分析

综述了目前正在验证中的各种功率电传机载作动系统的发展状况，并详尽描述其工作原理，在分析其各自的优缺点之后，针对当今技术发展现状以及新型作战飞机对作动系统的要求，提出了两种新型的功率电传作动系统———电机泵复合控制功率电传作动系统和电机泵阀复合控制功率电传作动系统，初步实验分析证明了该两种方案作为向全电作动系统的过渡是可行的，将对未来机载作动系统的研制具有实际指导意义．

非相似余度作动系统动态力均衡控制策略

随着多电/全电化飞机关键技术的发展,由功率电传作动器——电动静液作动器(EHA)和机电作动器(EMA)构成的非相似余度作动系统,成为飞机多电/全电化发展的新趋势.介绍了非相似余度作动系统的结构组成和工作原理,建立了非相似余度作动系统力纷争的数学模型.在此基础上,分析了非相似余度作动系统动态力纷争的产生机理,基于上述原理提出了轨迹发生器+前馈补偿器、力纷争反馈PID补偿器和EHA力控制/EMA位置控制等3种减小动态力纷争的动态力均衡控制策略,并对其进行了理论分析与设计.最后,对所提出的3种动态力均衡控制策略进行了仿真对比,并从跟踪动态性能和抗负载扰动动态性能两个方面对仿真结果进行了深入分析.分析结果为非相似余度作动系统的设计和力均衡控制提供了理论依据.

伺服作动系统的余度控制

为了提高伺服作动系统的可靠性，设计了一种三余度的电液伺服作动系统，将伺服阀的力矩马达、喷嘴挡板阀、系统的反馈元件等做成一式三份．并对该结构伺服作动系统进行了深入的理论分析，建立了三余度伺服控制系统的数学模型，分析了余度控制对伺服作动系统动态品质的影响，以及系统出现故障后余度伺服作动系统的动态品质．分析结果表明：伺服作动系统采用余度控制后，系统的动态品质基本不变．但系统在伺服阀线圈一路断开的情况下，余度伺服作动系统仍能正常工作．结果表明：伺服作动系统采用余度技术后，系统性能基本不变，而大大提高了伺服作动系统的可靠性。

机电作动系统发展

机电作动系统是通过控制电动机或电器的运行直接或间接地控制负载的运动,实现控制目标的位置伺服控制的一类系统的总称。针对飞行器用机电作动系统,概述了其应用概况、结构的演化过程、关键技术的发展过程,并就机电作动系统的发展动态做了介绍。在此基础上,提出了飞行器用机电作动系统的研究和发展的一些建议。

复合式余度机电作动系统容错控制与性能分析

研究了一种应用于未来多电飞机的复合式余度机电作动系统,它由2台双绕组无刷直流电动机组成,形成4个电气控制通道和2个电动机控制通道的余度结构,具有"单故障工作、双故障安全"的容错能力.分析了容错工作状态下电动机和逆变器的损耗、减速器的力矩纷争等性能,提出了在"单故障工作"时应采用电动机功率损耗均衡控制方法以获得最佳的综合性能,同时分析了"双故障安全"时系统的输出能力,并通过仿真分析和比较了各种状态下系统的跟踪性能,最后给出一组容错运行状态下电动机的温升试验数据.

功率电传作动系统用电机关键技术及其发展趋势

综述了功率电传作动系统用稀土永磁电机的优点、应用现状和关键技术,总结了功率电传作动系统用电机的发展方向与趋势。对未来功率电传作动系统用电机的的研制具有一定的指导意义。

非相似余度作动系统设计及工作模式分析

非相似余度配置方式可省去中央液压源并有效克服共性故障,成为多电飞机的发展趋势.利用机械特性匹配的方法对变转速电动静液作动器和直驱式机电作动器组成的非相似余度系统进行总体设计.考虑舵面空气负载和连接刚度建立总体数学模型,对3种典型工作模式进行理论分析和仿真对比,再现带载情况下这3种工作模式的切换瞬态.同时提出电机电流内环零值控制的无载工作模式,控制器结构简单并且切换可靠迅速.分析结果对非相似作动系统的设计、工作模式和故障切换方法提供了理论依据.

功率电传机载一体化电作动系统的研究

概述了近 1 0年国内外机载功率电传一体化电动作动系统的研究发展状况 ,已成功的机载电力作动系统主要包括电静液作动器和机电作动器 ,得出了电作动器可用于未来机载作动系统相关的一系列结论 ;归纳了采用电力作动系统的优点 ;阐述了发展该机载一体化电作动系统的关键技术 ,包括高性能永磁、无刷直流电机 -泵及其集成设计、冗余管理、高响应高精度控制等 ;指出了机载一体化电作动系统的研制目标和技术难点 。