文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
双余度无刷直流电机控制系统设计及性能研究
姓名:杨平
申请学位级别:硕士
专业:电机与电器
指导教师:马瑞卿
20050301
摘要
摘要
本课题来源于重点航空研究项目—某型飞机电动舵机用双余度隔槽嵌放
式稀土永磁直流无刷电机的研制,进行双余度无刷直流电机的控制技术及性能
研究具有理论意义、工程意义和显著的社会效益和经济效益。
按照舵机的操纵性要求,为提高系统的快速响应,减小过渡电流提供理论
参考,根据无刷直流电机数学模型,对电机四象限运行中的正反转过渡过程进
行了分析,应用具求解,得到电机的转速与电流过渡
方程。根据单、双余度无刷直流电机的直流等效模型,建立了电流、转速双闭
环控制模型,并通过对比仿真结果曲线,可以得出双余度的机
械特性比单余度要硬针对双余度热并行运行中的电流均衡问题,对可能造成
电流不均衡的原因以及影响大小进行了研究。
论文介绍以单片机与脉宽调制控制器为核心的双余度稀
土永磁无刷直流电机试验器的系统硬件结构,并对调速控制、功率驱动
输出及逻辑综合等电路进行分析,提出并设计了电流截止负反馈电路实现
电机堵转和起动时的电流限制功能。
在控制器软件需求分析的基础上,介绍了基于的实时多
任务操作系统的软件工程化技术。按照控制设计、编程、测试、试验等规范,
建立了完整的文档,提高软件的易读性、易理解性,以达到软件的高可靠性和
强壮性。
无刷直流电机是典型的强电与弱电相结合的系统,并且飞机系统的电磁环
境复杂,本文对系统的干扰源、传播途径等问题进行了研究,并提出相应的软、
硬抗千扰措施使系统性能达到总体设计要求。
关键词舵机双余度无刷直流电机仿真电流均衡抗干扰
西北工业大学硕士学位论文
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第一章绪论
本章先介绍了飞机机载作动系统的发展状况,根据国内外航空航天功率电
传系统、无刷直流电机、双余度舵机等研究的状况进行分析对比,简单介绍了
课题的来源、目的以及主要研究的内容,最后给出了本文的主要结构安排
国内外机载作动系统的发展状况
飞机机载作动系统的发展历程
飞机在国民经济和国防事业中发挥着其它任何设备不可取代的作用,许多
高精尖的新科技纷纷用于飞机的设计与制造之中,因此而倍受重视。机载作动
系统,作为飞机控制系统的关键分系统之一也将成为下一代新型飞机研制中的
重要课题,因为飞机的机载作动系统的性能优劣直接影响到飞机的整体性能,
如机动性、安全可靠性及战伤生存率等。
现代飞机上的作动系统有四种,即机械、液压、气压和电力作动系统。早
期的飞机飞行操纵是采用完全的人工机械操纵,除去飞行员因素,其系统可靠
性是足够高的,至今在许多飞机上仍将机械操纵系统作为备份系统保留,以备
应急安全之用。随着飞机功率的增大、性能的提高,飞行员的体力已不能适
应飞行操纵力的要求,带有液压助力器的飞行操纵系统随之出现。
随着科学技术的提高、机载作动系统的不断改进,相继出现了机电作动系
统和电液作动系统。起初的机电作动系统由于受到磁性材料的限制,电动机自
身的转动惯量很大,作动系统的响应性能尚不能满足作战飞机对高机动性的要
求,所以机电作动系统应用并不广泛。年代后,由于电液伺服技术的应用,
电液作动系统成为机载作动系统的主要形式,在飞行控制领域,几乎完全采用
液压作为动力,并由飞控系统计算机进行电传综合控制,以操纵飞机升降舵、
方向舵、襟副翼和平尾等控制舵面,实现飞行姿态和轨迹的控制气
这里提及的电液作动系统的能源中心一般是液压能源,因此由能源至作动
筒的功率传递形式是液压的,即所谓的“功率液传”一一
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第一章绪论
本章先介绍了飞机机载作动系统的发展状况,根据国内外航空航天功率电
传系统、无刷直流电机、双余度舵机等研究的状况进行分析对比,简单介绍了
课题的来源、目的以及主要研究的内容,最后给出了本文的主要结构安排
国内外机载作动系统的发展状况
飞机机载作动系统的发展历程
飞机在国民经济和国防事业中发挥着其它任何设备不可取代的作用,许多
高精尖的新科技纷纷用于飞机的设计与制造之中,因此而倍受重视。机载作动
系统,作为飞机控制系统的关键分系统之一也将成为下一代新型飞机研制中的
重要课题,因为飞机的机载作动系统的性能优劣直接影响到飞机的整体性能,
如机动性、安全可靠性及战伤生存率等。
现代飞机上的作动系统有四种,即机械、液压、气压和电力作动系统。早
期的飞机飞行操纵是采用完全的人工机械操纵,除去飞行员因素,其系统可靠
性是足够高的,至今在许多飞