無人機起落架自動收放是大型無人機完成滑跑起飛和著陸的重要基礎(chǔ)。目前,大多數(shù)無人機起落架收放系統(tǒng)均采用液壓作動的結(jié)構(gòu),液壓收放系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、輸出力大、動態(tài)響應(yīng)好、定位精度高等優(yōu)勢。然而,隨著無人機向全電化發(fā)展以及使用要求的不斷提高,傳統(tǒng)的起落架液壓收放系統(tǒng)表現(xiàn)出重量大、故障率高、效率低等不足,嚴重影響無人機性能的提高,成為無人機實現(xiàn)全電化的技術(shù)瓶頸之一。因此,開展無人機起落架電樞動收放系統(tǒng)的研究具有十分重要的理論意義和實用價值。本論文以某型號無人機起落架收放系統(tǒng)為研究對象,重點開展了無人機起落架電樞動收放系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)計、無人機起落架電樞動收放控制器的設(shè)計、多電機實時多任務(wù)控制技術(shù)三個方面的研究工作。論文的主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下:(1)起落架電動收放系統(tǒng)需求分析與總體方案設(shè)計。以某型號無人機起落架電動收放系統(tǒng)為研究對象,對其進行需求分析,確定了電動收放系統(tǒng)的功能需求和設(shè)計指標。對電動收放系統(tǒng)進行總體方案設(shè)計,提出了一種基于非相似雙余度設(shè)計思想的無人機起落架電樞動收放控制系統(tǒng)總體架構(gòu)。其中,主余度采用基于DSP+FPGA架構(gòu)的多電機可靠控制中心,實現(xiàn)了速度和電流雙閉環(huán)控制;備用余度采用硬件邏輯電路的數(shù)字控制器,實現(xiàn)了固定速度開環(huán)控制。(2)根據(jù)無人機起落架電樞動收放控制系統(tǒng)的總體架構(gòu),設(shè)計了起落架電樞動收放控制系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu),并研制了原理樣機。硬件電路結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括主控制單元電路設(shè)計,主驅(qū)動單元電路設(shè)計,備用控制單元電路設(shè)計以及電源電路設(shè)計。軟件設(shè)計包括DSP程序設(shè)計和FPGA程序設(shè)計。DSP作為整個驅(qū)動控制系統(tǒng)的核心,主要負責(zé)控制策略的實現(xiàn)。FPGA主要負責(zé)PWM控制信號的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)速和位置信號的采集等。(3)系統(tǒng)的研究了多電機實施多任務(wù)控制技術(shù)。解決了實時多任務(wù)控制中的兩個關(guān)鍵問題:任務(wù)分配和任務(wù)調(diào)度。(4)實驗研究。根據(jù)實驗研究條件,構(gòu)建了無人機起落架電樞動收放控制系統(tǒng)的實驗平臺,制定了完整的實驗方案,完成了主余度和備用余度功能和性能的測試實驗。
【學(xué)位單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V279
【部分圖文】：

圖 1.1 起落架的液壓控制過程Figure1.1 The hydraulic control process of the landing gear當起落架的控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，起落架將無法進行正常的收放，因此，設(shè)置系統(tǒng)是必不可少的。起落架無法正常放下和收回的原因有很多，例如：電源、液的冷卻或收放系統(tǒng)出錯。此時，可通過備用應(yīng)急系統(tǒng)來完成起落架的應(yīng)急驅(qū)動。操作位：通過將電氣控制指令傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行器，以帶動相應(yīng)的作動筒動作，實現(xiàn)起落架的應(yīng)急放下，然后確認起落架鎖好。圖 1.2 為 A400M 飛機的電備份機械作動器。飛機正常飛行時，給飛機的起落放系統(tǒng)是采用液壓作為動力源，當出現(xiàn)故障時，采用電備份的 EMA 提供應(yīng)急動[5

圖 1.1 起落架的液壓控制過程Figure1.1 The hydraulic control process of the landing gear架的控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，起落架將無法進行正常的收放，因不可少的。起落架無法正常放下和收回的原因有很多，例如：收放系統(tǒng)出錯。此時，可通過備用應(yīng)急系統(tǒng)來完成起落架的應(yīng)通過將電氣控制指令傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行器，以帶動相應(yīng)的作動架的應(yīng)急放下，然后確認起落架鎖好。2 為 A400M 飛機的電備份機械作動器。飛機正常飛行時，給飛采用液壓作為動力源，當出現(xiàn)故障時，采用電備份的 EMA 提供

青 島 理 工 大 學(xué) 工 程 碩 士 學(xué) 位 論 文代初，美國空軍發(fā)生了幾起飛行事故，促使美國空軍開始實施電力作動器研究計EPAD）[31]，從而揭開了電力作動系統(tǒng)的研究序幕。EPAD 由美國空軍、NASA 和海軍共同開展，并先后在 C-130 和 C-141 運輸機的副翼[57]、F/A 戰(zhàn)斗機的副翼和、U-2S 亞音速高空偵察機的方向舵和升降舵完成了飛行試驗。圖 1.3 為美國 NA制的機載機電作動器。飛行試驗顯示，由于完全取消了內(nèi)部液壓系統(tǒng)，采用機載作動器使飛機重量更輕，效率更高，可維護性更好，大大提高了飛機的性能。

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本文編號：2826641