文档介绍：西华大学
硕士学位论文
基于TMS320LF2407A多余度舵机测控系统的设计与研究
姓名:文德华
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:蒋明礼
20100401
摘要动机和各个控制舵机来实现的。而随着航空技术的发展,航空装备越来越复杂,对舵机舵机最早出现在航模设计中,在航空模型中,飞行器的各种飞行姿态是通过调节发的可靠性和控制要求也越来越高。现代飞机操纵系统多采用液压伺服系统,这是因为它具有容量大、响应速度快、系统刚度大和控制精度高等突出优点。本文正是针对这一情况,设计了一套基于亩嘤喽鹊缫菏炙欧婊低场本文首先对舵机控制技术和执砑际踅辛思虻ヌ教郑佣岢龌贒的舵机测控系统的技术。本文以余度技术为思想主线,对系统的容错能力、故障诊断和系统可靠性进行了比较及验证,并给出了四余度舵机测控系统的总体框架,包括软硬件组成、各外部接口的关系、数据的采集与处理、下位机的中断处理、系统ㄐ磐络的构架等。另外,本文针对系统关键部分给出了具体的研究与设计,如:四余度系统的可靠性分析与同步技术、余度容错技术、故障诊断技术。在给出ㄐ拍?楹蚉模块详细设计的同时又给出系统?榈哪D馍杓疲糜喽榷婊饪叵低车目煽啃院褪视性得到更深一层的提高。论文中也给出了实验室下采集到的数据信号图样,证明余度舵机测控系统是合理的、可行的、可靠度高,具有很好的实用能力。最后对系统进行了总结与展望。关键词:电液数字伺服舵机;四余度;执砑际西华大学硕士学位论文·
篍甒.,.;,、,甌,’.,,瓼’.琩..
绪论课题背景及意义近些年现代工业技术的飞速发展,伴随在控制理论、信息处理技术、微电子技术、计算机技术、仪器仪表、液压技术和精密机械技术的不断发展和紧密结合,因此早期的液压伺服系统也走上了机电液一体化的路线。机电液一体化使得液压传动能够充分发挥其出力大、惯性小、响应快等优点,这使得电液伺服技术得到了广泛推广【俊O执尚器大都采用电液伺服装置,而飞行器则是一类要求可靠性极高的设备。在航空模型中,飞行器的各种飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。然而航空技术的不断发展,导致航空装备控制技术也越来越复杂,而对可靠性要求却越来越高。普遍认为,伺服舵机为飞行器上关键的执行机构,一旦出现故障,将会产生不可估量的损失,因此必须尽可能地提高伺服放大器的可靠性来提高飞行器的安全度,这样飞行器控制系统发展的矛盾已逐渐向舵机控制部分转移。虽然可通过提高系统各组成元件的质量、加强对元件的保护,甚至改良设计等措施来提高系统的可靠性,但是这种方法存在的缺点是可靠性高的单元一般要经过特殊的工艺制造,造价比较高,而且这种方法对系统失效率的降低并不明显,可靠性的提高也并不显著【俊6喽燃际蹩以在相对降低对元器件的要求的同时又有效提高系统可靠性。所谓余度技术是指:通过为系统增加多重资源布肴砑闹馗磁渲,实现对多重资源的合理管理,从而提高产品和系统可靠性的设计方法。这里也并不是余度越高越好,从相反的一面来看,增加余度就是增加了资源,增加了复杂程度,增加了系统的出错率。如果设计不当系统可靠性反而下降。所以我们要考虑怎样才能做到既消耗资源少,又能达到可靠性的指标要求或者如何选择余度资源使系统可靠性有所提高,这就需要一个完美的余度管理方案。本课题的目的是要开发一个以四余度舵机为控制对象的多通道舵机测控系统,是专门针对电液数字伺服舵机而设计的。它由魑V骺氐ピT偌由偈馕У缏纷槌墒字式伺服回路,由工控机通过芟咦槌傻氖莶杉治鱿低常凳辈杉治鍪荩对系统的工作状态提供参数设置和命令下达。本系统与目前普遍采用的电液舵机伺服系统相比,具有以下的差别:第一,采用四余度的余度控制方案大大提高了系统的安全寿命;第二,执行机构从传统的电气液压系统变为机电液一体化伺服系统;第三,由模拟式伺服放大器升级为数字式伺服放大器。目前,舵机系统的余度设计多为驱动电路余度设计或电机绕组余度设计均为局部余度设计。当前者发生绕组故障或后者发生驱动电路故障时,或者两者发生位置传感器、电流传感器等其它器件故障时,舵机系统仍不能正常工作。因此,需提出新的余度舵机系统方案,最大限度的增强各余度的独立性。西华大学硕士学位论文
电液伺服国内外发展现状由于电液伺服系统响应速度快、输出功率大、控制精确性高,因而在航空、航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到了广泛的应用。液压控制技术的历史最早可追溯到公元前辏笔惫虐<叭朔⒚髁说谝桓鏊右貉顾欧低场V钡兰湍世纪初,液压伺服技术得到重大进展。在二战末期,伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开环控制阀,随着控制理论的成熟及军事应用的需要,伺服阀的研制和发展取得了巨大成就。年,。并于年研制了