本文關(guān)鍵詞：直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)控制系統(tǒng)建模與仿真

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【摘要】：直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)作為飛行器控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),是飛行姿態(tài)控制的重要裝置,其性能對(duì)飛行器的飛行特性有著決定性的影響。本文通過建模仿真對(duì)某小型直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性進(jìn)行了分析,并完成控制器的改進(jìn)設(shè)計(jì)。首先分析了直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特征,以此為基礎(chǔ)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論建立了舵機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)一步獲得舵機(jī)系統(tǒng)的傳遞函數(shù);利用MATLAB軟件對(duì)舵機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了頻域分析,通過Bode圖分析了其穩(wěn)定性。利用AMESim軟件平臺(tái),根據(jù)直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,搭建舵機(jī)控制系統(tǒng)模型,并進(jìn)行了仿真分析,針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題分析原因,并進(jìn)行修改完善。針對(duì)舵機(jī)系統(tǒng)的性能需求,開展了控制器的設(shè)計(jì)與改進(jìn)。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)PID控制器相結(jié)合,形成單一神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器應(yīng)用于舵機(jī)控制系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明,與普通PID控制相比,運(yùn)用單一神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器控制的直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)系統(tǒng)響應(yīng)更快,控制精度更高,可實(shí)現(xiàn)無超調(diào),系統(tǒng)穩(wěn)定性好。
【關(guān)鍵詞】：電液伺服舵機(jī) 直驅(qū)式 AMESim 單一神經(jīng)元自適應(yīng)PID
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究背景和意義11
• 1.2 舵機(jī)的發(fā)展歷史11-12
• 1.3 電液舵機(jī)的分類及特點(diǎn)12-14
• 1.4 直驅(qū)式電液伺服技術(shù)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4.1 國(guó)內(nèi)外直驅(qū)式電液伺服技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)外電液伺服仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.6 本課題研究?jī)?nèi)容及組織構(gòu)架18-20
• 1.6.1 研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.6.2 文章的組織架構(gòu)19-20
• 第二章 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)的原理及組成20-27
• 2.1 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)控制系統(tǒng)工作原理20-21
• 2.1.1 舵機(jī)液壓系統(tǒng)傳動(dòng)原理20
• 2.1.2 舵機(jī)控制系統(tǒng)工作原理20-21
• 2.2 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)的組成21-25
• 2.2.1 PID控制器22
• 2.2.2 直流無刷伺服電機(jī)22
• 2.2.3 減速器22-23
• 2.2.4 滾珠絲杠23
• 2.2.5 伺服液壓缸23-24
• 2.2.6 擺動(dòng)液壓缸24
• 2.2.7 反饋裝置24-25
• 2.2.8 其他設(shè)備25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第三章 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)數(shù)學(xué)建模與分析27-46
• 3.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)27-30
• 3.1.1 直流無刷伺服電機(jī)模型27-29
• 3.1.2 PID控制器模型29-30
• 3.2 機(jī)械動(dòng)力環(huán)節(jié)30-33
• 3.2.1 運(yùn)動(dòng)位移分析計(jì)算31-32
• 3.2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算32-33
• 3.3 液壓動(dòng)力環(huán)節(jié)33-38
• 3.3.1 伺服液壓缸34-36
• 3.3.2 擺動(dòng)液壓缸36
• 3.3.3 液壓動(dòng)力環(huán)節(jié)方程36-38
• 3.4 位置反饋環(huán)節(jié)38
• 3.5 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)的數(shù)學(xué)模型38-40
• 3.6 位置系統(tǒng)開環(huán)特性研究40-42
• 3.7 轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)性能與尺寸的關(guān)系42-45
• 3.9 本章小結(jié)45-46
• 第四章 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)的建模與仿真46-59
• 4.1 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)的AMESim建模46-51
• 4.1.1 AMESim軟件介紹及特點(diǎn)46-47
• 4.1.2 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)AMESim建模中所用到的應(yīng)用庫47-48
• 4.1.3 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)各組成部分AMESim模型48-50
• 4.1.4 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)系統(tǒng)AMESim模型50-51
• 4.2 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的確定51-54
• 4.3 系統(tǒng)仿真分析54-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)的控制器設(shè)計(jì)59-68
• 5.1 傳統(tǒng)PID59-60
• 5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)60-61
• 5.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹60
• 5.2.2 單神經(jīng)元模型60-61
• 5.3 單一神經(jīng)元自適應(yīng)PID數(shù)學(xué)模型61-63
• 5.4 單一神經(jīng)元自適應(yīng)PID的AMESim模型63-64
• 5.5 直驅(qū)式電液伺服舵機(jī)AMESim模型64
• 5.6 仿真分析64-67
• 5.7 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 工作總結(jié)68
• 6.2 研究展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73-74
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的論文74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：897463