作者:黄敏; 胡晓伟; 李世佳 期刊:《民用飞机设计与研究》 2019年第04期
机电作动器(EMA)作为先进飞机的主要作动系统有着体积小、效率高、重量轻的优势,是未来航空作动器的主要发展方向。在介绍EMA的工作原理之后建立了EMA的机械传动机构与永磁同步电机(PMSM)的非线性模型,构建了含有电压前馈的三闭环EMA控制系统。考虑到机械传动系统对EMA位置环的影响,针对位置环构建了基于径向基(RBF)神经网络的PID控制器,将其与EMA三闭环PI控制系统进行仿真并比较控制结果,结果显示RBFPID控制器的控制精度与响应速...
作者:王剑; 王新民; 谢蓉; 曹宇燕; 李婷 期刊:《北京航空航天大学学报》 2019年第09期
飞机飞行控制系统机电作动器(EMA)的渐变性故障很难准确预判,若不能及早发现而任其发展就会影响到飞机的飞行安全性。针对EMA的渐变性故障,提出一种基于动态小波神经网络(DWNN)的故障诊断方法。首先,利用EMA在电机电枢绕组匝间短路、传动装置丝杆和滚珠磨损等多种渐变性故障状态下的运行数据来训练DWNN故障诊断模型;然后,利用训练好的DWNN模型对EMA渐变性故障进行诊断。创新之处在于DWNN模型利用小波分解算法去除了传感器测量信号...
作者:付永领; 刘和松; 庞尧; 王利剑 期刊:《工程科学与技术》 2011年第02期
基于永磁同步电机(PMSM)的直驱式机电作动器,要求电机位置控制精度高、鲁棒性强,且具有极高的抗负载冲击能力。针对以上需求,设计了实用的PMSM自抗扰控制器。首先,采用线性控制率实现误差反馈控制,并应用扩张状态观测器(ESO)估计交、直轴电流交叉耦合及电量参数摄动所引起的扰动以进行前馈补偿,实现id=0的矢量控制及交轴电流随动控制;然后,应用跟踪微分器安排位置响应的过渡过程,用ESO估计出系统状态及负载和摩擦转矩引入的总...
作者:李成茂; 石山; 刘德鹏 期刊:《科技创新导报》 2016年第01期
现代先进飞机在对机电作动器有效控制的同时需要对机电作动器的状态进行监控。采用DSP芯片TMS320F28335设计多机电作动器实时监控系统。通过PWM控制方式实现对机电作动器的控制,DSP片上集成ADC模块及其前端预处理电路对系统中电流、电压信号的数据采集,CAN总线实现系统的分布式控制和数据共享。上位机对采集的数据进行处理,从而判定系统的工作状态。通过实验验证,系统可以实现对多个机电作动器的状态进行在线监控。
作者:常顺宏; 田广来; 李玉忍; 林辉 期刊:《航空精密制造技术》 2005年第06期
针对未来多电飞机发展的关键技术全电刹车系统机电作动器进行了深入的研究和分析。介绍了全电刹车系统的组成结构,建立了全电刹车系统机电作动器、无刷直流电机及全电刹车系统的数学模型。
阐述一种用于全电飞机机电作动系统的双绕组永磁无刷直流电动机。该电动机定子上有双重绕组,由两套独立的功率电路驱动形成双通道控制系统。该系统能够实现容错控制以提高可靠性。论文研究了该电动机的数学模型与转矩特性,并给出试验结果。
作者:陈斌; 赵东标; 孙磊; 袁骁涵 期刊:《机械与电子》 2019年第04期
针对机电作动器(EMA)工作过程中伺服性能受内外干扰影响严重的问题,提出了一种速度环自适应控制策略。该控制策略采用扩展状态观测器(ESO)对系统扰动进行估计和前馈补偿。在此基础上,考虑到该ESO的扰动估计性能对电机转子磁链敏感且EMA系统实际工作过程中转子磁链易受温度影响而摄动的情况,使用递推最小二乘法(RLS)对转子磁链进行辨识。最后利用转子磁链的辨识值自动校正ESO的参数,从而设计出速度环自适应控制器。通过仿真分析,对...
作者:曹灿; 舒文君; 于兵 期刊:《自动化仪表》 2018年第05期
随着导弹、火箭等特殊飞行器的机动性需求日益提高,矢量推力控制技术变得十分重要.但矢量推力机电作动系统是高阶、大惯量对象,因此其控制器参数的整定较为困难,且整定效果往往不够理想.针对上述问题,考虑到粒子群优化(PSO)算法全局寻优能力强、算法简单、易于实现等特点,采用PSO 算法来优化控制器参数(控制增益).对典型的飞行器矢量推力机电作动系统进行了研究,并建立了其数学模型.将控制增益整定等效为优化问题,采用PSO 算法...
作者:王剑; 王新民; 谢蓉; 李婷; 曹宇燕 期刊:《北京理工大学学报》 2019年第02期
飞机飞行控制系统机电作动器(electromechanical actuator,EMA)的突发性故障会影响到飞机的飞行安全性,甚至导致飞机失控.针对EMA的突发性故障,提出一种基于交互式多模型(interactive multiple model,IMM)和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)相结合的故障诊断方法.该方法利用UKF不仅能更好地逼近状态方程的非线性特性,而且能使滤波器具有更好的稳定性和更低的计算量要求;利用IMM不仅解决了可测量参数偏少导致的故障诊断...
作者:徐伟; 程国赞; 段富海; 刘晓玉; 呼斯乐图 期刊:《机电工程技术》 2018年第08期
为提高飞机大功率EMA摩擦盘的稳定性和实用性,对摩擦盘内的摩擦片进行了优化设计与研究。首先根据加权因子法分析,选定最适合飞机上使用的摩擦片材料为铁铜基粉末冶金摩擦材料;其次采用粉末冶金材料激光表面增强技术,提高了金属粉末冶金材料的表面质量,从而提高了在大功率负载作用下材料的稳定性;再次通过电控摩擦试验,采用改变外加电场的方法来改变金属材料表面摩擦因数;最后通过摩擦片有限元分析来判断摩擦片各处的受力情况,分析...
作者:刘博; 祝学军; 南宫自军; 牛智玲 期刊:《宇航学报》 2017年第11期
针对使用机电作动器(EMA)的飞行器空气舵执行机构模型确认需求,考虑舵轴弹性及机构中的干摩擦,通过综合两自由度(DOF)开环动力学方程和EMA伺服系统PID控制器,建立了执行机构五阶传递函数(TF)模型。根据TF特征,提出了模型参数约束条件下,采用频率响应函数(FRF)测量数据辨识TF模型参数的改进正交多项式拟合法,完成了参数辨识。辨识结果表明:两自由度动力学模型比一般广泛采用的单自由度模型更准确地反映了空气舵执行...
作者:田瑶瑶; 张惠娟; 杨忠; 李小明; 张辉斌 期刊:《应用科技》 2018年第01期
针对机载机电作动器的故障诊断的问题,提出了一种基于小波包和自组织映射(SOM)神经网络结合的机电作动器故障诊断方法。为提高诊断的准确率,该方法应用小波包分解把机电作动器卡死、偏差、增益三类故障信号分解到若干个频段上,计算不同频段上的能量,提取机电作动器的故障特征,然后设计SOM神经网络,利用能量故障特征向量进行神经网络的训练,确定网络参数,达到故障的诊断的目的。通过仿真验证研究,得到了非常好的诊断准确...
作者:沙南生; 李军 期刊:《北京航空航天大学学报》 2004年第09期
概述了近10年国内外机载功率电传一体化电动作动系统的研究发展状况,已成功的机载电力作动系统主要包括电静液作动器和机电作动器,得出了电作动器可用于未来机载作动系统相关的一系列结论;归纳了采用电力作动系统的优点;阐述了发展该机载一体化电作动系统的关键技术,包括高性能永磁、无刷直流电机-泵及其集成设计、冗余管理、高响应高精度控制等;指出了机载一体化电作动系统的研制目标和技术难点,为发展机载功率电传一体化电作动系...
作者:万琦; 刘更; 乔冠; 马尚君; 佟瑞庭 期刊:《机械科学与技术》 2017年第05期
为了提高机电作动器舵回路系统动态特性,以基于行星滚柱丝杠副的机电作动器舵回路系统为研究对象,建立一种采用一维伺服控制系统模型与三维机构动力学模型相结合的闭环耦合模型。通过变量信息实时交互实现联合仿真,进一步探究机电作动器中行星滚柱丝杠副摩擦力矩、刚度和间隙等非线性因素对舵回路系统的动态特性影响。结果表明:摩擦力矩是影响系统响应稳态值的主要因素;当系统输入阶跃信号时,刚度和间隙是造成系统振荡的主要原因;...
作者:陈建平; 扈延光; 刘向坤; 许志军; 王坤云 期刊:《科学技术与工程》 2016年第32期
为了处理现实中随机性、模糊性和不完全可信性并存的情形,基于云理论和故障树分析技术研究了考虑环境因素和可信度的可靠性仿真方法。首先运用正态云模型将定性的、模糊的环境因素转变为对可靠性的定量影响,然后运用正态云、指数云模型描述失效概率密度函数的不完全可信性,再结合故障树分析技术提出算法框图并应用于某机电作动器的可靠性仿真,得到平均故障间隔时间的分布、部件的重要度和可靠度区间。经对比分析,验证了该算法可有...
作者:杨尊社; 娄金涛; 张洁; 乔勇 期刊:《航空精密制造技术》 2016年第04期
阐述了航空机轮刹车系统最新的研究方向包括吸收能量更多并且更耐磨损的高密度碳材料,寻求更轻更强的结构部件材料,提升设计方法以优化刹车性能,机轮刹车系统的结构动力学研究,更大范围的电刹车装置和电刹车控制系统研究等。
作者:王德义; 付永领 期刊:《机床与液压》 2015年第07期
机电作动系统是飞机电传操纵系统的执行机构,是飞行控制系统中的重要组成部分,是多电-全电飞机的发展方向。机电作动系统在驱动飞行器舵面时,需要多个(一般3个以上)机电作动器采用力综合方式工作,这样会产生不同步问题,鉴于此,提出一种改进型同步控制方案,并通过同步控制器实现同步控制策略。该控制策略综合主从和等同控制的各自优势,并通过优化比较器提高同步控制性能。控制器的实现则基于可编程逻辑单元,通过并行总线进行数据...
作者:白龙; 孙楚; 周元钧 期刊:《航空学报》 2016年第06期
研究了一种适用于多电飞机供电系统的新型混合整流电路,并针对航空机电作动器负载特殊的用电特性,提出了一种基于全状态反馈的混合整流控制方法,在保证整流效果的同时,解决了负载功率短时大范围变化引起的直流电压不稳定问题。这种新型混合整流电路将二极管整流电路和脉宽调制(PWM)整流电路并联输出接负载,两者共同承担有功功率且比例可控,通过适当控制PWM电路达到网侧低谐波的目的,且当负载制动时,能量可以回馈交流侧电网。建立...
作者:杨钟鼎 周洁敏 姜春燕 周迪 杨东澄 期刊:《重庆理工大学学报·自然科学》 2016年第02期
机电作动器(EMA)是将电能转变为机械能,利用电能驱动负载的一类机电驱动器件,在多电飞机中得到广泛应用。根据飞机系统运行特点,以无刷直流电机(BLDCM)为切入点,对机电驱动系统的工作特性及其结构进行分析。采用Maxwell自带的RMxprt模块对无刷直流电机本体建立电磁模型,并生成二维模型进行电磁模拟分析。同时,以Simplorer作为BLDCM驱动电路、控制器、换相器、位置检测部件等的仿真平台,通过Simplorer通信接口实现Maxwell和Simp...
正弦波驱动与方波驱动是永磁无刷电动机的两种主要驱动方式,各自己经形成独立的控制思想体系,但是方波驱动方式下存在低速转矩脉动较大的问题,而在正弦波驱动方式下出力又较小,不能满足航空用大功率作动系统的需求。针对这一问题,结合两种驱动方式各自的优点,以航空机电作动器(EMA)的主要执行部件永磁无刷电动机为控制对象,致力于研究并设计一种独特的复合驱动系统,电机以正弦波驱动方式起动,并在高速时切换至方波驱动方式。仿真...