All-Electric Aircraft Nose Wheel Steering System with Two Worm Gears

As all-electric aircraft has many advantages,an aircraft nose wheel steering system would be developed to the all-electric direction.Concerning the control demand of the nose wheel steering system,based on the basic principles of nose wheel steering system and the design technique of mechanotronics,an all-electric aircraft nose wheel steering system,composed of a nose wheel steering mechanism of two worm gear and a control servo system of fly-by-wire with both steering and anti-shimmy functions is designed to meet the demand for operation control in the nose wheel steering system.Then,based on the LMS-AMESim software,the simulation model of the system is established to simulate the dynamics for the verification of its steering function.The simulation results indicate that the nose wheel steering system is reasonable,and can meet the requirements of the general project.Furthermore,the prototypes of the steering mechanism and control system are studied to validate the design,and the steering test bench is prepared to test the designed system.The test results,such as steer angle,rotate speed of motor are analyzed in details and compared with the theoretical results.The analysis and comparison results show that the design is reasonable and the property of the prototype can achieve the design objectives.

舵机电动负载模拟器迭代学习控制

针对舵机电动负载模拟器(ELSSG)受到多余力矩干扰的问题,提出了一种结合迭代学习控制与误差符号鲁棒积分控制(RISE)的复合控制器。建立了ELSSG的数学模型,分析了多余力矩的产生机理。在硬件结构上,引入了金属-橡胶缓冲弹簧以提高系统稳定性及加载精度;在控制策略上,基于误差符号鲁棒积分控制与自适应遗忘因子改进的引导信号迭代学习控制设计了复合控制器,并证明了该迭代学习控制的收敛条件。通过仿真实验证明了复合控制器与传统迭代学习控制方法、PID控制方法相比,能够更加有效地消除多余力矩干扰,提高ELSSG加载力矩输出精度。

基于降阶解耦的五相容错伺服电机驱动系统容错控制策略

为提高作战装备的统战性能和可靠性,电驱动系统在武器装备中起到越来越重要的作用,高可靠的电驱动武器装备成为各国力求突破的方向。针对导弹电动舵机因工作环境恶劣导致不可避免的电气故障、常常不能可靠稳定运行的问题,提出一种具备高可靠性的五相容错伺服电机(Permanent magnet fault-tolerant servo motor,PMFSM)伺服系统,为了维持有效定子磁动势不变,实现对故障模式下电机驱动系统的矢量控制策略,提出一套适用于单相开路故障下的Clark和Park变换矩阵。针对故障模式下绕组中性点位偏移对空间矢量脉宽调制(Space vector pulse width modulation,SVPWM)的影响,提出了一种电压补偿策略减弱中性点电位偏移对SVPWM的影响,通过仿真和试验验证所提的五相PMFSM驱动系统的容错控制策略可以使五相PMFSM在绕组单相开路故障下高可靠容错运行,使导弹电动舵机系统有更高的可靠性和更强的容错性。

基于DSP的高可靠舵机控制器设计

电动舵机作为飞行控制系统的安全关键部件,对舵机控制器的精度和动态性能等方面有很高的要求。针对上述要求,设计并实现了一种采用数字信号处理器(DSP)为控制核心的控制电路、驱动电路及旋转电涡流传感器等检测电路共同组成的硬件设计方案,控制策略采用电流-速度-位置三闭环控制结构,其中位置环采用了位置反馈+前馈补偿的复合控制算法。实验测试表明,系统无超调量和静态误差,表明系统具有很好的稳态和动态性能,控制精度高。

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。