多电化机电系统电-机械负载的建模方法与仿真研究

摘要

飞行控制系统作为现代飞机的重要组成部分，由飞控计算机、伺服作动器、传感器、控制显示及机内自检测5个子系统组成。伺服作动器作为执行机构，按照计算机指令驱动舵面，进而控制飞机飞行姿态。因此，飞控系统的性能与可靠性直接受到伺服作动器的影响。EMA是在多电飞机中将电能转换为机械能进而驱动机械负载的一类执行器，由于其不需安装液压管路，重量轻，耗能少且体积小，灵活度、可靠性和存活能力高，受到航空领域的广泛关注。本文设计了基于永磁同步电机（PMSM）矢量控制的EMA三闭环伺服控制系统。以永磁同步电机，机械传动部分，负载三部分数学模型为基础，组成了三闭环控制系统的模型，并将所建模型作为电网的负载。研究各参数变化对EMA伺服控制系统的影响，进行仿真，研究其动态特性。论文具体工作如下：
　　首先，简要介绍了研究背景与国内外现状，对所建模型需要的关键技术进行分析，并选择适用于EMA的驱动电机、伺服控制技术及机械传动技术。
　　其次，根据所选技术，分析各组成部分的数学模型。综合上述各部分，建立完整的控制系统的仿真模型。
　　最后，在基于Matlab/simulink设计的EMA伺服控制系统仿真模型的基础上，将模型作为电网的负载，对不同电机参数进行仿真分析并研究其不同工作状态下的动态性能。选择合适的控制策略，对伺服控制系统进行优化。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2机电作动器国内外发展现状

1.3课题研究意义

1.4本课题主要研究内容

第二章 机电作动系统关键技术

2.1引言

2.2电机技术

2.3机械传动技术

2.4伺服控制技术

2.5 EMA伺服控制系统发展趋势

2.6本章小结

第三章 EMA伺服控制系统数学模型与控制策略

3.1机电作动器结构

3.2永磁同步电机

3.3电压空间矢量SVPWM技术

3.4三闭环伺服控制器设计

3.5 EMA机械传动机构的数学模型

3.6 EMA负载模型的数学模型

3.7本章小结

第四章 EMA伺服系统仿真模型

4.1 Matlab/Simulink 简介

4.2 EMA伺服控制系统整体模型

4.3永磁同步电机控制系统模型

4.4机械传动系统模型

4.5负载模型

4.6本章小结

5.1 EMA伺服控制系统仿真结果分析

5.2影响EMA伺服系统性能的参数分析与仿真结果

5.3 EMA伺服控制系统优化

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2展望

参考文献

致谢

在学期间研究成果及发表的学术论文