飞机舱门电气传动控制系统设计与研究

摘要

第四代战斗机要求具有超音速巡航能力和良好的隐身性能。为实现设定的指标，需要减小飞机的RCS，从而提高其隐身性能;并且减小阻力，实现超声速的巡航。采用武器内埋式技术是实现设定目标的关键技术。因此在其空战和投弹时就需要再行打开武器舱门，进行武器的发射和投弹。基于此提出了本课题，开展了飞机舱门电气传动控制系统的设计与研究。 首先，本文介绍了舱门电气传动控制系统在飞机系统中的重要作用。在分析了飞机舱门驱动方式以及液压伺服传动系统、电力作动系统的特点后，结合多年的工作经验，提出了舱门电气传动控制系统设计方案。 其次，本文对电力作动舱门电气传动控制系统以及液压伺服驱动舱门电气传动控制系统的系统结构、原理进行介绍，对舱门驱动电作动器电动机、液压伺服驱动装置电液伺服阀的选择、系统原理以及关键技术进行了对比分析及研究;并相应建立无刷直流电动机动态数学模型以及液压伺服驱动装置动态数学模型。 接下来，对飞机舱门电气传动控制系统特性开展了研究，研究了传统PID控制算法，并在此基础上提出模糊参数自整定PID控制方法。进一步将本文提出的模糊参数自整定PID控制方法应用到飞机舱门电力作动和液压电气传动控制系统中。 针对飞机舱门液压伺服驱动舱门电气传动控制系统在Simulink环境下进行系统仿真。建立模糊参数自整定PID控制器的仿真模型、飞机舱门液压电气传动控制系统的仿真模型，进行系统阶跃响应仿真实验和舱门液压伺服驱动定位仿真实验。 对飞机舱门液压传动控制器进行设计，分析液压传动控制器的设计原则，并对容错方式进行分析并选择。基于DSP28335对飞机舱门液压传动控制器进行软硬件设计。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题背景及意义

1．2液压伺服驱动系统国内外研究现状

1．3电力作动伺服驱动系统国内外研究现状

1．4模糊自整定PID控制概述

1．5本文的主要研究内容

第2章飞机舱门电气传动控制系统建模

2．1．1基本组成及原理

2．1．2舱门驱动电作动器

2．2液压伺服驱动舱门电气传动控制系统

2．2．1基本组成及原理

2．2．2液压伺服驱动装置

2．2．3齿轮旋转作动器

2．3飞机舱门传动系统建模

2．3．1电力作动舱门传动系统动态数学模型

2．3．2液压伺服驱动舱门传动装置动态数学模型

2．4本章小结

第3章基于模糊参数自整定PID方法的舱门传动控制策略研究

3．1传统PID控制算法

3．1．1 PID控制算法的基本原理

3．1．2位置式PID控制算法

3．1．3增量式PID控制算法

3．1．4 PID控制器参数自整定方法研究

3．2模糊参数自整定PID控制方法研究

3．2．1模糊控制器的基本原理

3．2．2模糊参数自整定PID控制方法研究

3．3基于模糊参数自整定PID的电力作动舱门传动控制策略

3．4基于模糊参数自整定PID的液压伺服驱动舱门传动控制策略

3．4．1电液伺服阀的静态特性

3．4．2液压伺服驱动控制策略分析

3．5本章小结

第4章液压伺服驱动舱门电气传动控制系统仿真

4．1模糊参数自整定PID控制器仿真模型搭建

4．1．1模糊参数自整定PID控制器仿真模型

4．1．2模糊控制器的具体设置

4．2模糊参数自整定PID控制算法仿真

4．3液压伺服驱动舱门电气传动控制系统仿真

4．3．1系统阶跃响应仿真实验

4．3．2舱门液压伺服驱动定位仿真实验

4．4本章小结

第5章液压驱动舱门传动控制器设计

5．1液压驱动舱门传动控制器设计原则

5．2液压驱动舱门传动控制器容错方式的选择

5．2．1容错技术

5．2．2失效率模型

5．2．3容错结构分析

5．2．4容错结构比较

5．3基于DSP-TMS320F28335的控制器硬件设计

5．3．1主控制器选型

5．3．2看门狗电路设计

5．3．3控制器输出信号处理电路设计

5．3．4控制器输入信号处理电路设计

5．3．5角度传感器信号处理电路设计

5．4．1系统软件初始化程序设计

5．4．2主中断程序

5．4．3 AD、DA驱动程序设计

5．4．4串行外设接口模块程序设计

5．5本章小结

第6章结论与展望

6．1工作成果与结论

6．2后续工作展望

参考文献

致谢