飞行器舵机被动式加载系统多余力矩抑制方法研究

摘要

飞行器舵机是飞行器飞行控制系统的重要组成部分，也是飞行器控制系统的执行机构，其性能的好坏直接关系到飞行器飞行过程的动态品质。
　　 本文对飞行器舵机被动式加载系统的设计进行研究，对先进控制理论在被动式加载系统中的应用进行数字仿真。选择、设计合适的控制策略，并在实践中加以应用。
　　 首先在广泛查阅相关文献著作的基础上，对被动式加载系统的实际应用，发展现状及目前存在的主要问题加以简述。然后介绍了被动式加载系统的工作原理，并建立加载系统的数学模型。
　　 被动式加载系统最关键、也是最难解决的问题就是如何减小或消除多余力矩，它是评价被动式加载系统品质的一个重要的指标，因此如何通过选择硬件设备和控制策略来消除多余力矩是本文研究的重点。本文阐述了加载系统中多余力矩产生的原理，研究了影响多余力矩的因素，探讨减小或消除多余力矩的方法，将从硬件设备、控制策略(速度前馈、模糊PID控制、自适应控制)方面入手，采用结构不变性原理，从根本上来消除多余力矩对被动式加载系统的影响，本文采用Matlab软件对不同控制理论在加载系统中的应用进行数字仿真，从仿真的结果看，采用合适的控制策略对消除多余力矩是行之有效的方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景和选题意义

1.2 被动式加载系统的国内外发展及现状

1.3 本文研究工作简介

第二章 飞行器舵机加载系统的时域分析

2.1 舵机工作原理

2.2 飞行器舵机加载系统的原理与组成

2.2.1 原理与组成

2.2.2 各组件数学模型的建立

2.3 加载系统的时域分析

2.3.1 不同加载梯度下系统性能的比较

2.3.2 弹簧杆刚度对系统稳定性能的影响

2.3.3 系统的跟踪特点

2.4 非线性因素的影响

2.4.1 非线性种类

2.4.2 非线性的影响分析

2.5 本章小节

第三章 被动式加载系统的控制策略

3.1 PID控制

3.1.1 传统PID控制

3.1.2 模糊PID控制

3.2 自适应控制

3.3 变结构控制

3.4 PI控制器的设计

3.4.1 实际系统的PI控制

3.4.2 PI控制器的参数整定

3.4.3 数字仿真整定

3.5 速度前馈对多余力矩的补偿作用

3.5.1 速度前馈的补偿作用

3.5.2 速度前馈系数的确定

3.6 校正后的加载系统的系统性能

3.6.1 控制系统对非线性的抑制作用

3.6.2 对系统带宽的改善

3.7 自适应控制器的设计

3.8 本章小节

第四章 多余力矩的产生原因及消除方法

4.1 多余力矩的产生原因及危害

4.2 克服多余力矩方面的研究成果

4.2.1 在硬件上采取措施克服多余力矩

4.2.2 从控制策略补偿网络消除多余力矩

4.3 本章小节

第五章 舵机加载系统对半实物仿真性能的影响

5.1 半实物仿真分析

5.1.1 PI控制器对半实物仿真性能的改善

5.1.2 速度前馈引入对半实物仿真性能的改善

5.1.3 加载系统频带宽度与舵偏角输出误差的关系

5.2 本章小节

结论与展望

结论与成果

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致 谢