基于ADRC和模型预测控制的直驱伺服阀振荡抑制研究

直驱伺服阀因构造简单、抗污染能力强、输出功率大等突出优势,逐渐扩展其应用场景。作为飞控系统的关键部件之一,电液伺服阀的特性与可靠性直接关乎飞行性能与安全。本文针对某型航空用双系统直驱伺服阀存在的阀芯振荡问题,探究基于方法的伺服阀振荡抑制策略。建立了该直驱伺服阀系统的部件级数学模型,并与突变液流力模型联合运算;设计了自抗扰控制器(ADRC)和模型预测的复合控制方法,并与传统比例积分微分(PID)控制方法进行仿真对比。结果表明,ADRC和模型预测的复合控制方法对直线电机电流的高频小范围调节可有效抵消突变液流力对阀芯运动的影响,从而为直驱伺服阀在复杂受力环境下的控制器设计提供理论参考。

飞行控制系统测试技术体系架构研究

针对飞机飞控系统测试技术覆盖面广、单点技术多、自身发展路线不清晰,导致无法对飞控系统型号研制起到牵引和推动作用的问题,提出了遵循系统功能层、试验需求层、测试技术实现层、测试技术验证层、标准规范层和测试技术产品层的分类方式,层次化构建飞控系统测试技术体系架构的方法。通过建立各层次内容和说明各层次之间的关系,明确了飞控系统测试技术体系架构及其内容,填补了国内在飞控系统测试技术体系上的空白,为飞控系统测试验证提供了一定的理论和体系支撑。

微机控制环形激光陀螺自动扫模的研究与实现

在分析环形激光谐振腔各种稳频技术与最优工作模式搜索技术的基础上 ,介绍了作者自行研制的微机控制激光陀螺腔长自动调节系统 ,并介绍了 0～ 30 0 V电压连续可调压电晶体驱动电源的研制。实验获得的腔长连续调节曲线验证 ,微机控制的激光陀螺腔长自动调节系统可以稳定地获得正确的环形激光陀螺腔长变化信息 ,为实现数字化稳频提供了可靠的依据。

15#航空液压油的摩擦磨损性能研究

15#航空液压油是航空领域广泛应用的1种特定型号的液压油.本文中使用MCR302流变仪测量了该液压油的黏温曲线,并选用GCr15钢球通过四球摩擦磨损试验机采用单因素变量法研究了不同载荷、温度和转速对摩擦磨损的影响.同时,使用光学显微镜、白光三维表面形貌仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析仪对钢球表面的磨斑进行微观观察,并分析其磨损机理.试验结果显示,在不同载荷下,摩擦系数相对稳定,但随着载荷的增加,磨斑直径(WSD)逐渐增大,磨损程度变得更严重.随着温度的增加,摩擦系数较为稳定,但液压油的黏度逐渐减小,导致无法形成有效的摩擦反应膜,使磨损现象变得更加显著,尤其在75~100℃范围内,磨斑直径的增长速率最为显著,增加了约60%.随着转速的提高,摩擦系数首先保持不变,然后逐渐减小,而磨损率逐渐降低.润滑状态逐渐从边界润滑过渡到混合润滑和流体动压润滑.

无人机集群对抗决策算法研究综述

无人机集群博弈对抗已经成为未来战争的发展趋势,无人机对抗决策算法的选择对提升无人机集群作战能力至关重要。本文深入探讨了基于规则的、基于博弈论的和基于神经网络的三大类无人机集群博弈对抗决策算法,并对它们的优势和局限性进行了全面分析与总结。在此基础上,提出将“基于多智能体强化学习的信用分配模型”和“基于角色的多智能体强化学习模型”应用于无人机集群博弈对抗的研究思路。最后,强调了选择适当的决策算法对于提高无人机集群作战效能的重要性,并为未来无人机对抗决策的发展提出了有益的建议,为相关领域的研究和应用提供了深入见解。

变排量液压马达旋转驱动系统角位移控制技术

变排量液压马达旋转驱动系统具有效率高、响应快、高负载匹配性、低功率需求等优势,能够大幅提高飞机液压旋转驱动系统的效率。为实现对变排量液压马达旋转驱动系统的精确控制,需开展系统角位移控制技术研究。建立了系统的数学模型,搭建了AMESim仿真模型,分析了系统的运动特性及频域控制特性,提出了由排量回路、转速回路和角位移回路组成的三闭环串级控制方案,研究了不同控制参数对系统控制特性的影响。研究结果表明,双闭环控制无法满足旋转驱动系统的稳定条件,三闭环控制引入转速负反馈克服了双闭环控制中角位移对转速的正反馈效应,增大了位置回路的阻尼,能实现系统稳定控制。同时研制了原理样机并进行了测试验证,测试数据表明,三闭环控制方案能实现旋转驱动系统高精度位置控制,为变量马达在飞机液压旋转驱动系统中的应用提供了参考。

某型电液伺服阀振动故障研究

针对某型号伺服阀在进行试验过程中出现的振动故障,通过建立振动故障树模型,对可能造成伺服阀振动故障的污染因素、滑阀故障因素、力矩马达故障因素和前置级故障因素等进行试验验证及仿真计算,确定了故障原因及机理,并提出了解决方案。

微型插装式溢流阀开启过程瞬态特性CFD仿真与试验研究

以航空微型插装式溢流阀为研究对象,基于CFD仿真技术进行了流场瞬态特性的机理研究,分析了溢流阀阀口位置在开启过程的流体流动特性及阀芯运动特性,包括阀芯位移、弹簧力及瞬态流场压力变化规律。在构建仿真模型时,采用动网格技术对具有复杂结构特征的阀口位置处的计算域进行网格划分,以考虑阀芯移动造成的网格迁移和变形。此外,开展产品级配套试验研究对仿真的正确性进行验证。试验结果表明:建立的CFD模型在模拟溢流阀开启过程时的特性与试验得到的压力-流量特性曲线较为吻合,最大误差保持在4.72%以内,仿真模型具有一定的准确性。仿真计算结果表明:在阀口开启过程中,该型溢流阀的开启压力约为26.1 MPa,完全打开后流量可达22 L/min,具有较好的流量-压力特性;开启过程迅速,压力波动小,具有较好的开启性能;弹簧刚度对开启性能存在一定影响,刚度增大会导致需要的开启压力增大,需要在加工过程中严格把控该参数,保证产品满足开启性能指标要求。

考虑故障归一化的五相永磁电机低转矩脉动容错控制

五相永磁电机具有功率密度高、容错能力强的优点,能够满足多电/全电飞机高可靠作动器的应用要求。针对五相永磁电机不同类型的故障,提出一种故障归一化的低转矩脉动容错控制方法。建立了五相永磁电机不同类型故障下的降阶解耦矩阵和故障电机数学模型,剖析了五相永磁电机开路故障时二次、四次谐波转矩脉动产生的机理,提出基于双谐振控制器的谐波注入算法。同时,提出了基于转子位置的旋转变换方法,将15种不同的相绕组开路故障归一化为3种类型的故障,简化了容错控制算法。实验结果验证了该容错控制策略能有效降低五相永磁电机容错运行时的转矩脉动,提高控制系统的可靠性。

结构调制型长周期光纤光栅温度传感器研究

燃油系统的温度监测对于飞行器的安全、性能和可靠性至关重要。本文提出并测试了一种基于激光蚀刻法在保偏光纤上制备的长周期光纤光栅温度传感器,有望用于飞机内部液体温度监测。通过解调该种光纤光栅谐振峰的波长变化,可以实现对环境温度的精准测量。试验结果表明,该传感器具有83.1pm/℃的温度灵敏度和0.32 pm/με的低应变响应。由于光纤具有耐腐蚀、抗电磁干扰,不易产生电火花等特性,在替代电学传感器使用时可以提升飞行器的安全性。

基于Simulink的双三相永磁同步电机外部短路影响研究

双三相永磁同步电机内有两套绕组,形成两个余度,在单余度故障时,另一余度可继续工作,保持一定性能。短路故障是电机系统中较为严酷的一种故障形式,本文使用电路仿真的方法基于Simulink搭建双三相永磁同步电机的模型并进行几种外部短路情况的分析,避免了传统分析方法在直观性、便捷性方面的不足,得到双三相永磁同步电机在单余度引出线短路与开关管短路的故障下运行的状态。并分析了故障余度的控制系统,切断控制系统可减小输出性能下降,而主动构造三相完全短路可减小输出波动。最后总结双三相永磁同步电机外部短路对电机运行状态的影响。

企业供应商关系管理及采购策略研究

本文以企业供应商关系管理及采购策略研究为研究目的,探讨了传统的供应商管理通常单纯以压降采购成本获得经济利益为主要目标,企业和供应商之间往往仅依靠价格驱动合作关系,而忽略了资源的使用效率。随着目前市场竞争越发激烈,企业为了生存和发展,不得不持续改进与供应商的合作关系。要实现降低成本和保障供应,必须要有效的利用供应商关系。

VxWorks在飞行器管理系统中的应用研究

提出了一种操作系统分级调度模型,该模型能够将多个传统子系统综合到一个应用平台中,并能保证各子系统在时间上相互独立。结合实时操作系统VxWorks,论述了该模型的最佳实践方法辅助时钟法,并对VxWorks的启动、存储管理、中断与异常管理等进行了详细论述。采用该模型在飞行器管理系统中将飞行控制系统、导航系统、数传模块以及任务管理系统等传统的子系统进行了综合,并给出了在某系统中的具体应用和性能评估,实验结果表明了该系统具有高性能、增量开发与部署的能力。

基于免疫粒子群算法的自抗扰飞行控制器设计

提出了一种基于免疫粒子群优化算法的自抗扰大包线飞行控制器设计方法。针对传统的增益调参设计方法存在的工作量巨大与设计效率低的问题,利用自抗扰控制器进行大包线飞行控制器设计,并推导了适用于该方法的飞机非线性方程。由于自抗扰控制能够动态补偿对象模型的内扰和外扰,因此在很大的飞行区域内仅需一套控制器便可,从而避免了烦琐复杂的增益调参设计过程,并用免疫粒子群优化算法对自抗扰控制器参数进行了优化研究。仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器具有优良的控制性能,并且控制器参数在较大的包线范围内不需要改变,从而简化了大包线飞行控制器设计。

电磁式人工肌肉控制系统的研究与设计初探

在分析哺乳动物骨骼肌结构和神经控制机理的基础上,仿生哺乳动物神经系统,使用中央计算机代替中枢神经系统,DSP结合FPGA代替周围神经系统,各种传感器代替感应器,初步设计了微观仿生的人工肌肉驱动器控制系统,并对该控制系统的软件进行了设计规划和任务剖面分解。对单个肌小节驱动器采用R-C力和位置混合控制,使得该控制系统性能更加真实地逼近动物肌肉运动。

激光陀螺稳频稳锁区控制系统参数模型研究

采用DSP技术设计了激光陀螺稳频稳锁区控制系统,利用转台、温度箱等设备开发了稳频稳锁区控制参数测试系统.结合某型激光陀螺,对控制系统的压电陶瓷特性、光强和锁区特性进行了全面测试,对激光陀螺工作模态选定和锁区稳定范围进行了研究,建立了有针对性的稳频稳锁区控制系统参数模型.最后,对利用该参数模型的某型陀螺在常温下进行了验证试验.陀螺工作正常,无跳模现象,其零偏重复性小于0.01°/h,表明所建参数能有效控制陀螺.

基于小波神经网络的飞行控制律设计

研究战机稳定性能优化挖掘问题,由于飞行控制器增益要求实时调整,达到飞行稳定。为解决上述问题,提出了一种小波神经网络的大包线增益调参飞行控制器设计,根据神经网络的非线性泛化能力获得各个学习样本飞行状态间控制器参数的取值,利用小波神经网络来实现大包线增益调参飞行控制,可以提高收敛速度与逼近精度,并可利用免疫粒子群算法替代BP算法对小波神经网络中的参数进行优化。仿真结果表明,所设计的小波神经网络增益调参飞行控制器实现了大包线飞行控制,并且具有良好的稳定控制性能。

基于幂函数控制指令的垂直飞行仿真性能分析

基于模态直接切换的飞行高度控制方法,在输入控制指令后,存在控制量输出震荡,甚至发散的问题。幂函数符合飞行高度指令变化规律,以此为原型函数,推导给定高度,当前高度和垂直速度之间的关系,将这一变换关系作为垂直速度控制回路的输入指令,设计了平稳控制系统,该系统不需要进行控制模态切换,就可以实现飞行高度保持,以及飞行高度的改变。通过A320飞行仿真平台对设计的平稳控制系统进行性能分析,结果表明该系统可以实现高度的平稳控制,且稳态误差得到了很好抑制。

激光陀螺锁区误差控制技术研究

通过分析激光陀螺锁区的形成原因,给出了进行锁区控制的基本方法。对锁区误差检测补偿、锁区调制、锁区信号伺服控制三种方案基本原理进行了说明,通过对三种方案的特点进行对比分析,得出锁区信号伺服控制为最佳控制方案,并给出了基于该方案的工程实现方法,具有较好的应用前景。

高温下电液伺服阀力矩马达螺钉预紧力研究

航空发动机用燃油电液伺服阀的工作温度较高,高温下热变形导致的力矩马达螺钉伸长会造成螺钉预紧力的大幅降低,导致在航空发动机强振动环境下存在力矩马达螺钉松动的风险。为解决上述问题,以某重点型号航空发动机用电液伺服阀为研究对象,通过采用低线膨胀系数螺钉,高线膨胀系数垫片以及提高拧紧力矩这三种高温下力矩马达螺钉预紧力的提升方法,建立力矩马达有限元模型,采用有限元分析的手段,开展参数化研究。研究明确了螺钉材料、螺钉垫片线膨胀系数以及初始预紧力对力矩马达螺钉高温下的预紧力的影响规律,验证了三种方法的合理性,为后续耐高温电液伺服阀的设计优化提供了理论参考。