用于振动主动控制的离心式作动器关键技术研究

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在直升机振动主动控制系统中,作动器作为执行元件是核心部件之一。用于直升机振动主动控制的常用作动器包括:液压作动器、电磁作动器和离心式作动器。其中,离心式作动器由于适用频带宽、输出力大、尺寸紧凑、重量较轻、需要功率较小等特点,在UH-60M、S-92等直升机上已经获得了应用,而国内对此的研究尚属空白。本文即针对离心式作动器的关键技术进行研究,分析其工作原理,建立其控制算法,并通过研制原理性样机进行试验验证。本文的主要研究内容包括:(1)在分析离心式作动器的系统组成和工作原理的基础上,推导出其组成子系统的传递函数,建立了离心式作动器的数学模型。在此基础上,提出了两种离心式作动器控制算法,利用Matlab/Simulink对离心式作动器输出力的三要素:幅值、频率、相位进行控制仿真,初步验证了控制算法的正确性和有效性;并分析了控制算法中关键参数对作动器控制效果的影响。(2)提出了原理性离心式作动器试验系统的初步方案,包括测控系统、原理性离心式作动器和试验平台。给出了原理性离心式作动器的设计方案及设计过程。根据所提出的控制算法,利用Matlab RTW和Simulink实现了控制目标代码自动生成,并在此基础上利用CCS对目标代码进行了修改完善,使其可应用于试验研究。(3)在所开发的原理性离心式作动器试验系统上进行了离心式作动器的相位控制试验研究,试验结果证明了所提出的控制算法可较好的实现离心式作动器的相位控制。
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