電動靜液作動器調(diào)速系統(tǒng)的設計與優(yōu)化.pdf

1、作動系統(tǒng)技術是航空技術的重要研究方向，也是飛機控制和駕駛部分的關鍵技術。隨著飛機速度的提高及綜合性能的提升，對飛機的作動系統(tǒng)提出了更高的要求。電動靜液作動器(EHA)是機電液控一體化緊密結合的復雜系統(tǒng)，以其優(yōu)良的可靠性、維修性及高效率等突出優(yōu)點受到越來越多的關注，逐漸成為飛行作動系統(tǒng)研究的重點。目前，國內(nèi)對飛機電動靜液作動器的研究仍處于起步階段，本文主要針對EHA關鍵技術調(diào)速控制系統(tǒng)進行了基礎性研究。
　　具體研究內(nèi)容和研究成果如

2、下:
　　(1)首先介紹了EHA的基本結構和其采用的高速高壓(270V)直流無刷電機的特殊性，選擇合適的電機調(diào)速方案。全面分析與論述了EHA電機控制調(diào)速的實現(xiàn)原理與工作過程，提出了調(diào)速系統(tǒng)設計與優(yōu)化基本步驟。
　　(2)根據(jù)EHA的工作原理，建立了電機調(diào)速的控制模型與液壓泵、作動筒模型，分析了EHA中調(diào)速系統(tǒng)的設計要求，明確了優(yōu)化對象。通過分析系統(tǒng)數(shù)學模型，設計了合適的控制器。采用在電流環(huán)與轉(zhuǎn)速環(huán)中加入可變參數(shù)PID控制器來

3、實現(xiàn)電機調(diào)速系統(tǒng)的雙閉環(huán)反饋控制。
　　(3)介紹了PID控制器的設計方法及遺傳算法、粒子群算法的基本原理。以電機調(diào)速模型中輸出轉(zhuǎn)速的ITAE（誤差絕對值對時間積分）指標作為主要尋優(yōu)指標，采用MATLAB工具為平臺，分別用改進的遺傳算法、粒子群算法對調(diào)速系統(tǒng)中PID控制器參數(shù)進行整定優(yōu)化，以不同負載情況下PID調(diào)節(jié)器參數(shù)為樣本建立擬合方程實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)可變，使調(diào)速系統(tǒng)在不同負載條件下具備良好的響應及抗擾性能。
　　(

4、4)結合實際情況，采用DSP芯片作為電機調(diào)速系統(tǒng)的控制器，對調(diào)速系統(tǒng)進行了硬件設計，并論述了基于DSP為硬件平臺數(shù)字PID調(diào)節(jié)的實現(xiàn)及PWM信號的產(chǎn)生。
　　本文以電動靜液作動器為研究對象，遵循盡可能減小驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速超調(diào)量的優(yōu)化準則，以縮短輸出轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時間為主要優(yōu)化目標，對EHA調(diào)速系統(tǒng)進行了設計及優(yōu)化。經(jīng)過算法整定尋優(yōu)，找到多組在不同負載情況下的最佳PID調(diào)節(jié)器參數(shù)，通過建立擬合方程，實現(xiàn)了調(diào)速系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的自適應調(diào)節(jié)，