弹性大惯量电动舵系统颤振抑制

针对某型无人机弹性大惯量电动舵系统的颤振影响因素，分析了传动刚度、间隙、惯量、阻尼对系统的影响。首先，通过对颤振现象产生的机理分析，定位了颤振产生的原因。其次，通过仿真模拟，分析了双惯量系统的颤振影响因素。最后，通过现场试验验证，认为通过合理增加舵机阻尼与修改控制算法，可以改善连接机构弹性振动、负载大惯量等因素带来的影响。在控制算法中采用输入整形器，有效地抑制了特定方波指令下的舵面颤振。通过试验验证，改进后的舵机抑制了弹性大惯量带来的颤振问题，消除了舵面的残留颤振。     

基于自适应逆控制的储能舵机技术研究

针对扭簧储能的特点,首次将储能弹簧应用于旋转弹电动舵机,进行储能舵机特性和控制研究。通过建立储能舵机动力学模型,对比分析了储能舵机与常规电动舵机的功耗,以及舵机对象特性的改变对系统输出性能的影响。结果表明,储能舵机的功耗较小,但储能舵机在相同的输出功率下需要进行指令修正。采用最小均方(LMS)算法辨识对象逆模型,结合旋转弹指令输入特征,实现了基于自适应逆控制算法仿真研究。仿真表明基于自适应逆控制的储能舵机无需修正指令即可获得与常规舵机相同的输出性能。自适应逆控制算法通过DSP芯片实现,试验结果表明基于自适应逆控制的储能舵机具有很好的跟踪性能,有效地避免了对象特性改变对输出性能的影响。     

永磁同步电动舵机系统滑模变结构控制器设计

针对电动舵机系统,建立表贴式永磁同步电机(SPMSM)矢量控制模型。设计基于指数趋近律的滑模变结构控制器,并在此基础上进行抖振抑制。利用变指数趋近律滑模控制器与比例-积分-微分(PID)控制器相结合,设计组合控制器,既可最大程度地发挥滑模变结构控制的快速性与鲁棒性,又可利用PID控制的优势减小系统最后的抖振。最后,通过与基于指数趋近律的滑模控制器进行仿真对比,验证组合控制器对电动舵机系统抖振的抑制效果。仿真结果表明:设计的组合控制器将系统静差减小了85%,并基本消除了滑模末端的抖振。     

PMSM弱磁算法自适应调速仿真

为提高弹用电动舵系统轻负载情况下的最大舵偏角速度,并抑制负载扰动,在表贴式永磁同步电机空间矢量控制算法的基础上提出弱磁自适应控制策略.采用基于电机物理功率限制的弱磁控制算法,实现调速系统在轻负载功率富余时的弱磁升速.设计基于Lyapunov稳定性的速度自适应控制器,克服速度环采用传统PI调节算法时随着负载变化时动态性能弱的缺点. 通过Simulink仿真证明该算法能够在实现弱磁升速的同时,具备良好的负载扰动抑制性能.