【摘 要】
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机电作动器(Electro-Mechanical Actuator,EMA)是应用于航空领域的一种新型伺服作动器,相比传统液压作动器具有更好的伺服性能和可靠性,是未来飞机作动器的一个发展趋势。本
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机电作动器(Electro-Mechanical Actuator,EMA)是应用于航空领域的一种新型伺服作动器,相比传统液压作动器具有更好的伺服性能和可靠性,是未来飞机作动器的一个发展趋势。本文设计了一套EMA伺服驱动系统,选取永磁同步电机直接驱动滚柱丝杠的作动方案,设计基于DSP的全数字化软硬件平台,并重点对系统控制技术进行了研究。本文首先介绍了EMA伺服驱动系统的研究现状及其关键技术,建立永磁同步电机的数学模型,详细介绍了SVPWM技术的原理和实现,在电机矢量控制基础上建立系统控制模型,运用传统PID控制进行电流环、速度环和位置环的工程设计。以DSP F28335为控制核心,以IPM为功率电路设计系统全数字化硬件电路平台;介绍了系统软件设计,分析了系统软件结构及重要子程序的功能等。针对系统参数变化时伺服性能降低的情况,提出了更复杂的控制策略,通过辨识系统参数进行自校正控制。研究了系统电气参数和机械参数的辨识,利用辨识的转动惯量值在线对速度控制器进行调整,实现系统速度环的自校正控制。这种方法根据机械参数的变化校正控制器,提高了系统伺服性能。通过Matlab中的电气系统工具箱建立系统物理模型,仿真实现EMA系统基本功能,研究了系统不同伺服指令下的动静态特性,在此基础上验证了参数辨识方法和自校正控制的可行性和有效性。
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