六自由度平台电动作动筒控制研究

论文摘要

飞行模拟器是一种在地面上模拟飞机在空中飞行的仿真设备。这种仿真设备可以用于训练飞机驾驶员,也可以用于对飞机性能、飞机操作品质、机载系统性能进行分析和研究。与采用真实飞机进行飞行员训练或飞机性能试验相比,飞行模拟器具有明显的可控性、无破坏性、安全性、经济性和无污染性,尤其是可以在模拟器上安全地实现容易损坏飞机的危险飞行训练科目。基于上述优点,飞行模拟器在航空领域得到了广泛的应用,现在无论是航空公司驾驶员训练还是空军驾驶员训练,有一半训练课程都是以模拟器来代替真实飞机来进行的,从而降低了飞行训练成本和人员伤亡。本课题以民航局科技项目全任务飞行模拟器的研发为研究对象。作为飞行模拟器的重要组成部分,本文通过对六自由度平台技术指标分析,从理论上对平台进行了运动学和动力学分析,进行了平台的位姿转换,并选择永磁同步电机为作动筒的执行元件,分析了同步电机的数学模型,研究了永磁同步电机的矢量控制方法和空间矢量脉宽调制原理,讨论了三闭环的控制方法,最后对各个子系统和整个系统在MATLAB中进行仿真,并给出了仿真结果,分析结果,说明此种控制方法响应速度快,超调量小,在实际过程控制中具有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 飞行模拟器的研究现状及发展趋势
• 1.3 液压平台和电动平台比较分析
• 1.3.1 两种运动平台的组成及工作原理
• 1.3.2 两种运动平台的关键技术成熟度分析比较
• 1.4 Matlab/Simulink介绍
• 1.5 课题来源及主要研究内容
• 1.6 本章小结
• 第二章 六自由度平台的运动学分析
• 2.1 六自由度平台简介
• 2.2 平台坐标系的建立
• 2.3 欧拉角和平台坐标转换矩阵
• 2.4 平台的位置分析
• 2.5 平台的速度和加速度分析
• 2.6 平台的动力学分析
• 2.7 本章小结
• 第三章 电动作动筒执行元件的模型及其控制方法研究
• 3.1 永磁交流同步电机的模型分析
• 3.1.1 同步电机在ABC轴系上的模型
• 3.1.2 同步电机在静止坐标αβ0 轴系上的模型
• 3.1.3 同步电机在旋转坐标dq0轴系上的模型
• 3.2 控制方法的研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 系统模型建立仿真和实验结果
• 4.1 作动筒执行元件的等效模型及控制器设计
• 4.1.1 电流环控制器的设计
• 4.1.2 速度环控制器的设计
• 4.2 系统的MATLAB实现
• 4.2.1 电机模型的MATLAB实现
• 4.2.2 SVPWM的MATLAB实现
• 4.2.3 系统的仿真结果
• 4.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介