直升机旋翼操纵协调加载系统控制

摘要

对于直升机来说,旋翼操纵控制是其关键技术之一,对旋翼进行地面加载试验,模拟旋翼在飞行过程中所受的气动载荷,对于研究和改进直升机飞行控制系统非常重要.论文结合实际的工程项目,以某型号直升机旋翼气动载荷模拟为研究内容,对协调加载控制中出现的诸如强位置干扰、多通道耦合、非线性等问题进行了全面的分析和研究.论文首先介绍了直升机旋翼加载系统的结构,在建立了单通道加载系统的数学模型的基础上,分析了加载系统的动态性能.论文结合强位置干扰产生的机理及其数学表达式,研究了影响强位置干扰的因素,采用结构不变性原理对其进行了前馈补偿.仿真结果表明,采用的控制策略是可行的.论文分析了多通道协调加载系统之间的耦合关系,建立了多通道协调加载系统的数学模型.将单通道加载系统的理论结果应用在多通道加载系统,多余力得到了有效的抑制.对于电液伺服控制系统,伺服阀节流方程的非线性使得系统在忽略滞环、死区等非线性因素外,系统仍然呈非线性特性.而且干扰的时变性及强耦合也造成了系统的非线性.针对非线性问题,论文分别采用了非线性控制理论和CMAC神经网络对系统进行了建模与控制,控制系统性能较纯经典控制有了明显改善.仿真试验表明,该加载控制系统能很好的完成加载试验控制,保证系统的控制性能指标.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题的意义

1.2电液伺服控制技术在国内外的发展现状

1.3电液力伺服系统的分类与特点

1.4电液力伺服系统设计和研制的一般性原则

1.5技术难点及关键概述

第二章加载系统的结构与数学模型

2.1直升机旋翼加载系统的结构

2.2单通道加载系统数学模型

2.2.1力加载系统数学模型

2.2.2位置系统数学模型

2.2.3单通道加载系统数学模型

第三章加载系统性能分析及校正

3.1力加载系统的性能分析及校正

3.2位置干扰(多余力)的产生及抑制

3.2.1多余力产生的机理

3.2.2多余力的数学模型分析

3.2.3多余力的抑制

第四章协调加载系统的分析及校正

4.1协调加载系统的几何关系

4.1.1位移协调关系

4.1.2载荷协调关系

4.2协调加载系统的仿真与校正

4.3多余力的抑制

4.4影响加载系统性能的因素分析

4.4.1负载刚度对系统性能的影响

4.4.2非线性因素对系统性能的影响

4.5小结

第五章系统非线性控制

5.1电液伺服系统的非线性控制

5.1.1电液伺服系统的非线性与现有的处理方法

5.1.2 非线性系统的几何控制理论

5.1.3电液伺服系统采用精确线性化的可行性

5.2 非线性控制理论简介

5.2.1 非线性控制理论的基本概念

5.2.2 非线性控制器的设计原理

5.3系统非线性模型的建立

5.3.1系统各环节数学方程

5.3.2系统的非线性控制

5.3.3仿真结果

5.3.4小结

第六章神经网络辨识与控制

6.1神经网络概述

6.1.1神经网络的基本概念和特征

6.1.2神经网络控制及其发展现状

6.2神经网络模型

6.2.1人工神经元模型(MP模型)

6.2.2多层前馈神经网络

6.3神经网络学习算法

6.3.1神经网络学习算法概述

6.3.2标准BP算法的改进

6.4神经网络辨识

6.5神经网络控制

6.5.1 CMAC神经网络模型

6.5.2 CMAC神经网络的特点

6.5.3 CMAC神经网络控制

总结与展望

致谢

参考文献

发表论文

西北工业大学学位论文知识产权声明书和西北工业大学学位论文原创性声明