直升机倾斜器用双余度无刷直流电机驱动控制器设计

admin · 发表于 2023-10-2 13:53:20

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直升机倾斜器是直升机飞行操纵系统中的主要部分，其主要应用于操纵直升机的主旋翼。直升机倾斜器的工作主要是由直升机上的作动系统所完成的。而传统的作动系统为直升机上的液压系统，具有结构复杂、信号传递慢、污染严重等缺点。因此，研究新型的高可靠性、高功率密度以及高快速性的直升机倾斜器用伺服电动机系统具有十分重要的价值和意义。本课题以适用于28V航空电源，具有一次容错能力的高速双余度无刷直流电机为研究对象，研究直升机倾斜器用双余度无刷直流电机的驱动控制技术。论文的主要工作内容和研究成果如下： (1)根据电机数学模型，分别构建了直升机倾斜器用双余度无刷直流电机的转速系统模型和位置系统模型，用于驱动控制算法研究和系统性能验证。 (2)为了克服电机内部参数变化、齿槽转矩、负载扰动等不确定因素对无刷直流电动机转速伺服系统的影响，提出了基于BP神经网络的无刷直流电机自抗扰控制。仿真结果表明，该转速伺服系统具有良好的动、静态性能； (3)为了克服实际过程中电机内部参数变化、负载扰动、传动间隙对位置伺服作动系统的影响，同时兼顾算法的实际应用，提出了易于DSP编程实现的非线性控制与模糊控制相结合的方法，仿真结果表明，该位置伺服系统具有良好的动、静态特性。且电机对内部参数变化、负载扰动、传动间隙等具有很强的鲁棒性； (4)根据计算得到的指标，完成了相关的机械设计，构建了直升机倾斜器用双余度无刷直流电机控制驱动系统的原理样机； (5)根据计算得到的指标，完成了基于TMSVC33DSP+Cyclone II FPGA，6MBI35S-120 IGBT功率模块的全部硬件设计与软件设计； (6)在设计完成的系统实验平台上，采用了模糊非线性PID算法进行了实验研究。实验结果表明，该伺服作动系统在60mm行程内能够完成0.08mm的高精度控制，频响达到4.6Hz。

直升机倾斜器用双余度无刷直流电机驱动控制器设计

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