滑模预测离散变结构控制用于船-舵伺服系统

提出基于滑模预测思想的离散变结构控制设计新思路,以不确定系统的名义模型作为滑模预测模型,以理想趋近律作为参考滑模轨迹,将预测控制中滚动优化、反馈校正的思想引入离散准滑模变结构控制系统的设计。将理论成果应用于船一舵伺服系统设计了航向自动舵,仿真结果表明,该文方法可有效消除抖振现象,设计的航向控制器可以快速准确地跟踪设定航向,并且能够有效抑制参数摄动和外界风浪干扰对船舶运动的影响,具有很强的鲁棒性。

集成仿真优化技术在某机动导弹弹头空气舵伺服系统中的应用

针对某型号导弹弹头空气舵伺服系统研制中出现的电机支座疲劳断裂问题,给出疲劳断裂机理;基于流程集成及设计优化环境(ModelCenter),通过对常用设计仿真软件(Pro/E,ANSYS等)的包装技术,计算电机支座最佳结构尺寸和应力状态及其疲劳寿命;通过集成仿真,显著提高空气舵伺服系统经受循环载荷作用下的疲劳寿命,并在地面测试和实际飞行试验中得到考核和验证,该方法是集成仿真优化技术在实际导弹型号产品研制任务中的成功应用。

基于FNN的船舶舵伺服系统故障诊断研究

分析某型船舶舵伺服系统的故障信息,建立了模糊神经网络故障诊断模型。利用模糊逻辑处理数据以便于充分利用经验知识;利用神经网络诊断,避免了复杂故障树诊断系统的"匹配冲突"、"组合爆炸"和"无穷递归"等问题,并采用改进的BP算法训练神经网络,解决了收敛速度和收敛振荡的问题。诊断实例结果表明:该故障诊断系统具有较强的鲁棒性和泛化能力;该算法采用无模型化诊断,容易实现自学习,可不断完善系统性能,具有一定的理论和工程应用价值。

空天飞行器的舵伺服系统设计

空天飞行器对舵伺服系统的性能要求越来越高,不仅要求承载能力强、质量小,还必须可靠性高和维护方便;针对此类要求,对空天飞行器的舵伺服系统进行了设计,以电气双余度控制和双绕组永磁同步电机为关键技术;其中驱动控制器采用1553B总线、CAN总线和422总线相结合的形式,解决了与飞控、系统内部和测试设备的通讯问题;作动器采用双余度齿轮副和滚珠丝杠副直推式传动机构,并通过锁定电机轴的方式来实现舵面的锁定功能,提高了系统的可靠性;进行了系统联合仿真分析,实现了最大工作舵偏角为25°、角速度为53.2°/s、系统线性度偏差为0.2%、不对称度为0.4%、超调10%以内和过渡时间193ms以内等主要指标,结果满足系统指标要求;经在航天总体单位中的实际应用,舵伺服系统满足空天飞行器的性能要求。

电动舵伺服系统指数趋近律分段滑模控制

针对船舶电动舵伺服系统在海浪等复杂不确定扰动环境中的位置控制问题,提出了改进型变增益指数趋近律分段滑模控制策略。由加速段、恒速段和减速趋近段组成的分段滑模控制器,实现了梯形速度分布模式,相比4个滑模面设计方法,降低了滑模面切换频率和系统运算量。采用改进型变增益指数趋近律,不仅实现切换项增益的自适应调整,而且较好平衡了滑模固有抖振和系统鲁棒性之间的矛盾。仿真和试验结果表明,相比经典PID控制和传统单段滑模控制,改进型变增益指数趋近律分段滑模控制在有扰情况下能够保持优越的动静态性能,具有非常好的抗干扰能力。

基于跟踪式R-D转换器在舵伺服系统中的应用

针对现代飞行器对舵机的高性能位置伺服要求,文章对基于旋转变压器及跟踪式R-D数字转换器的舵伺服系统进行研究,并通过设计控制系统来验证其工作特性;在不同阻尼条件下,比较该系统与传统电位计舵系统的实测结果,系统单位阶跃响应时间由0.4s缩短到0.04s,系统带宽由3Hz提高到17.5Hz;表明文章提出的这种舵伺服系统可以提高电动舵机的精度和动态性能,具有非常好的应用前景。

DS—02电动舵伺服系统的设计与计算

本文介绍了DS-02电动舵伺服系统的方案、组成、基本工作原理以及主要参数的设计.同时,对伺服系统空载线性区回路和空载非线性控制回路进行了计算和分析,尤其对主要影响伺服系统的速度饱和这一非线性元件,用准确的描述函数进行了研究.这种非线性控制回路的计算和分析可供自动控制专业的有关科技人员参考.

静线圈磁粉离合器型电动舵伺服系统FMECA

静线圈磁粉离合器型电动舵伺服系统在研制过程中,通过FMECA提高了产品的可靠性.本文介绍了产品的用途、组成、基本原理以及功能方框图、可靠性方框图、重点阐述了FMECA表,对舵系统潜在的各种故障模式、原因和影响进行分析,并确定故障影响的严酷程度等级与故障模式的发生概率,定性分析故障的危害度,找出其主要的薄弱环节.同时,对一些故障及主要的薄弱环节提出了所采取的有效实偿措施.

基于干扰观测器的机电伺服系统PI控制策略

空气舵机电伺服系统的主要任务是接收控制指令,并驱动负载按指令角度摆动,在各类航空航天飞行器中具有越来越广泛的应用价值。然而在运行过程中存在的未知干扰给机电伺服系统高精度控制带来了巨大挑战。针对这一问题,提出基于干扰补偿的空气舵机伺服系统控制策略。首先进行空气舵机电伺服系统模型分析,其次运用径向基函数设计神经网络的状态观测器,将不可测量的舵面角度用估计值替代进行反馈控制,最后应用Lyapunov方法分析了有限时间收敛条件。仿真结果表明:与传统电机角度反馈相比,所提出的控制策略使空气舵机电伺服系统的稳态误差减少97%以上。

空气舵-伺服系统动态特性试验技术研究

对空气舵—伺服系统的动态特性试验技术进行了研究,提出采用空气舵—伺服系统工作状态下的特性试验方法,获取工作频率内空气舵的模态;利用脉冲/随机激励进行模态试验,获取伺服系统工作频率范围之外空气舵的模态。为模拟空气舵在飞行状态不同受载状态,设计了5种舵面边界模拟方法,获得不同载荷下频率的变化。

舵机电液伺服系统逆控制研究

针对舵机电液伺服系统非线性、参数时变的特点,以及经典控制方法很难满足系统的性能要求,提出采用逆系统解耦控制方式,通过数学建模和线性控制器的设计,得到系统的动态性能参数。阶跃输入和正弦输入实验测试表明,逆系统解耦控制方法可使得系统具有较好的动态特性、更强的鲁棒性、抗干扰性和良好的跟踪性能。

飞机舵机电液伺服系统多余力抑制方法研究

针对飞机舵机电液伺服系统在加载过程中出现易出现加载频宽窄,响应速度慢、稳定性差、加载精度低等问题,采用BP神经网络PID控制与结构不变性原理相结合的控制方法。该方法基于BP神经网络的参数自整定原理调节系统参数,再根据结构不变性原理控制器。仿真结果表明,该控制方法不仅能有效抑制多余力的干扰,而且可以显著提高飞机舵机电液伺服系统的控制性能。

橡胶-金属缓冲弹簧在飞机舵机电液伺服系统中的应用

针对飞机舵机电液伺服系统在抑制多余力干扰时,缓冲装置无法实现变刚度连续加载的问题,采用在系统结构中设置橡胶-金属缓冲弹簧的结构补偿方法。首先,设计橡胶-金属缓冲弹簧结构,利用ANSYS仿真软件构建有限元模型并对其进行性能分析。通过构建飞机舵机电液伺服系统各元件数学模型,从而得到系统整体数学模型。最后,利用MATLAB仿真软件验证该方法的可行性和有效性。研究结果表明,橡胶-金属缓冲弹簧能够达到技术指标要求,改善系统稳定特性,具有较高的工程实践价值。

飞机舵机电动伺服系统复合控制方法研究

针对飞机舵机电动伺服系统存在多余力矩干扰不易抑制的问题,根据系统结构组成及工作原理,建立了数学模型。设计了结合BP神经网络的PID控制器参数整定、角速度前馈与力矩速度反馈的复合控制策略,提高了系统的稳定特性和加载精度。利用MATLAB仿真环境进行了系统动态特性实验。仿真结果表明,该方法不仅能够有效抑制多余力,而且使系统具有良好跟踪效果,完全能够达到控制性能指标的要求。