飞机全电刹车力伺服控制与可靠驱动技术研究

发布时间：2024-05-29 03:09

　　飞机全电刹车是利用先进电子设备控制电机、驱动执行装置、实现飞机可靠制动的一种新型技术。相对于传统的液压刹车,无管路敷设和油液泄漏及失火危险,参数可在线监测,具有维护性好、刹车灵敏性高、快速安全等优点,是飞机刹车系统的一次质的飞跃,世界各航空大国高度关注,加速研究和开发。飞机采用全电刹车系统,对其机电作动器的力伺服控制性能与整个驱动系统的可靠性要求非常严格,论文将从这两个方面展开研究。首先,针对全电刹车系统所采用的力伺服控制技术,分析了机电作动器(EMA)的开环特性以及摩擦力对刹车性能带来的严重影响;结合作动器的刚度曲线和摩擦力模型,建立了EMA系统的数学模型,并通过Matlab/Simulink的仿真平台,验证了所建模型的正确性;并且在此基础上,提出了采用基于摩擦力模型补偿的刹车压力-转速-电流三闭环控制方法,实现对机电作动器输出力的伺服控制;同时,针对实际作动系统低占空比运行时刹车力数字控制精度不足的问题,提出在全桥逆变器前级联Buck变换器,进而降低母线电压来提高刹车力控制精度的方法;最后,在给定方波、正弦波、防滑刹车力曲线下通过实验观察刹车力反馈信号,均证明系统具有良好的稳态精度...

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
1 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 全电刹车系统结构及特点
        1.2.1 全电刹车系统的发展
        1.2.2 全电刹车的技术特点及要求
        1.2.3 全电刹车系统的组成
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 刹车力伺服技术研究现状
        1.3.2 伺服系统反馈通道抗干扰研究现状
        1.3.3 刹车系统故障诊断技术研究现状
        1.3.4 强弱电源故障重构技术研究现状
    1.4 主要研究内容
2 全电刹车系统力伺服控制研究
    2.1 机电作动系统工作原理
        2.1.1 机电作动系统工作过程
        2.1.2 刹车基准位置的获取
        2.1.3 机电作动器开环特性
    2.2 机电作动系统建模与仿真
        2.2.1 机电作动系统模型
        2.2.2 机电作动系统模型参数获取
        2.2.3 机电作动系统仿真
    2.3 摩擦力补偿控制
    2.4 低占空比下力伺服控制
    2.5 实验验证
    2.6 本章小结
3 伺服控制系统反馈通道抗干扰研究
    3.1 伺服系统反馈通道的电磁干扰
    3.2 系统干扰的产生机理
        3.2.1 电机三相电流电磁干扰产生机理
        3.2.2 EMAC输出PWM波电磁干扰产生机理
        3.2.3 电缆线路耦合干扰
    3.3 反馈通道干扰的抑制方法
        3.3.1 电缆设计
        3.3.2 霍尔传感器反馈通道抗干扰
    3.4 实验结果分析
    3.5 本章小结
4 机电作动系统上电自检测技术研究
    4.1 机电作动系统上电自检测流程
    4.2 无刷直流电机驱动回路上电自检测
        4.2.1 传统无刷直流电机驱动回路上电自检测
        4.2.2 级联Buck的三相桥式逆变器上电自检测
    4.3 仿真与实验验证
    4.4 本章小结
5 用于强弱电源故障缺失性重构的变换器研究
    5.1 双向PPS控制推挽DC-DC变换器
        5.1.1 推挽双向DC-DC变换器稳态分析
        5.1.2 推挽双向DC-DC变换器小信号建模
        5.1.3 推挽双向DC-DC变换器闭环设计
        5.1.4 实验分析与讨论
    5.2 双向PPS控制半桥DC-DC变换器
        5.2.1 半桥双向DC-DC变换器稳态分析
        5.2.2 半桥双向DC-DC变换器小信号建模
        5.2.3 半桥双向DC-DC变换器解耦控制
        5.2.4 实验分析与讨论
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要的研究内容
    6.2 主要创新点
    6.3 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况



本文编号：3983992