大型民用飞机新型飞控作动系统浅析

通过分析对比当代大型民用飞机典型作动系统的组成、工作原理和相关技术的优缺点,结合实际工作经验和相关工程参数,探讨了目前可用于新一代单通道民用运输机飞控作动系统的功率电传技术和分布式控制技术的应用前景。在此基础上,提出了一种有发展前景的基于电传技术的新型作动系统架构,通过对该新型作动系统在提升安全性、系统减重和提高通用扩展性方面的分析,认为在单通道民用运输机上采用该新型作动系统具有一定的技术优势。该新型作动系统的架构设计具有实际的工程应用价值。     

直升机电液伺服飞控作动系统设计与实现

针对当前国内外典型直升机电传飞控作动系统的技术现状,设计了一种基于FPGA和射流管式伺服阀的电气四余度、液压机械双余度直升机飞控作动系统,并通过仿真分析和工程试验的方法,验证了系统的关键技术和性能指标。分析和试验结果表明,该系统具有较高的集成度、频响、安全性和可靠性,为我国直升机电传飞控作动系统领域的技术选择提供了多选项。     

机电起竖装置铰链位置及输出速度优化研究

为实现机电作动系统快速起竖,揭示了起竖装置中铰链安装位置、系统输出速度对其输出瞬时功率、输出合力的影响规律,优化研究了机电起竖装置铰链位置及系统输出速度.分别对负载和机电作动系统建立了动力学模型,探究了机电作动系统不同输出速度以及铰链位置与其输出瞬时功率及合力的关系;针对不同铰链安装位置和机电作动系统输出速度,采用遗传算法对其进行了优化分析,得到铰链位置及输出速度最佳匹配关系,提高了起竖装置工作效率,使得整个装置空间布局最优,安装空间最紧凑.     

液压反推作动系统节流同步性分析

针对反推力装置液压作动系统的同步驱动需求，分析了液压反推作动系统节流同步工作原理，建立液压同步作动系统等效数学模型，采用SimHydraulics软件搭建系统仿真模型，分析了节流阀开口尺寸、负载力对系统位移同步性的影响。仿真结果表明：当控制两个作动器的节流阀开口大小一致时，随着负载力差异的增大，两个作动器运动过程中的位置差增大；通过调节两个节流阀开口尺寸的差异，能够保证两个作动器同步运动；两个作动器的负载力差异越大，两个节流阀开口尺寸的差异越大。最后通过试验验证了采用节流同步原理的液压反推作动系统在展开与收起过程中的同步性，为后续开展同类液压节流同步作动系统设计提供参考。     

基于CSP算法的BWB飞机飞控作动系统架构设计

针对翼身融合(Blended Wing Body, BWB)飞机舵面数量多且每个舵面承担两轴或三轴多种功能,可选的动力源和作动器类型多样,导致飞控作动系统架构设计困难的问题,研究分析了BWB飞机飞控作动系统架构安全性设计原则和技术约束,采用约束满足问题(Constraint Satisfaction Problem, CSP)算法为BWB飞机进行飞控作动系统架构设计,对飞控作动系统架构进行变量V、值域D以及约束C建模分析,设计回溯算法对飞控作动系统架构进行筛选,在10⁴⁹种候选飞控作动系统架构中,用时不到7 min,为飞机筛选出符合安全性设计原则和技术约束的飞控作动系统架构,比其他文献中的初步筛选算法用时更短,且缩短了设计周期。     

直线驱动电静液作动机理的研究

正多电技术成为了飞机未来发展的一大趋势,是当下研究的热点,功率电传电静液作动系统是其核心技术之一。目前已有的或是正在研发的电静液作动器,主要采用旋转伺服电机驱动轴向柱塞泵的架构作为核心能源。轴向柱塞泵属于传统的液压部件,其最初设计的应用是为液压系统提供能源,并不是用作伺服系统的传动部件,因此虽结构成熟,但却相当复杂。如此复杂的结构作为伺服控制系统的传动环节,存在着摩擦磨损限制使用寿命、惯性较大限制响应速度,结构复杂难以余度配     

电静液作动器(EHA)负载匹配方法研究

电静液作动器(EHA)作为未来多电飞机作动系统的功率部件,其机械特性与负载特性适应程度,直接影响EHA对功率需求.基于EHA负载研究,从静态和动态两方面进行EHA参数匹配设计,并对主要因素的影响进行分析,建立数学模型、仿真模型和搭建试验台,通过仿真和试验对匹配参数进行验证,形成以一种电静液作动器(EHA)负载匹配通用方...     

间隙对伺服作动系统稳定性的影响分析

为了分析间隙对伺服作动系统稳定性的影响，从工程应用的角度出发，综合了动力学和运动学的特性，提出一种间隙的数学模型；在间隙模型的基础上，建立伺服作动系统的仿真模型，分析了不同类型的间隙对伺服作动系统稳定性的影响。仿真结果表明，间隙对系统的稳定性有不利影响，且不同类别的间隙对系统稳定性的影响程度不一样，同时间隙之间也存在着相互影响。该仿真分析对伺服作动系统间隙的研究具有一定指导意义。     

一种新型伺服直线泵的设计与实验

多电技术成为了飞机未来发展的一大趋势,是当下研究的热点,功率电传电静液作动系统是其核心技术之一。目前已有的或是正在研发的电静液作动器,主要采用旋转伺服电机驱动轴向柱塞泵的架构作为核心能源。轴向柱塞泵虽结构成熟,但却存在着摩擦磨损限制使用寿命,惯性较大限制响应速度,结构复杂难以余度配置等缺点。针对静液伺服传动设计了一种由电磁式直线振荡电机驱动的直线活塞泵,应用协同配流结构,保留原有的泵结构优势的同时,可突破性的提升伺服传动性能。研究搭建了直线泵的仿真模型,验证了该伺服直线泵的基本功能。     

集成电动静液作动系统理论与技术

飞机多电化时代已经到来,飞机发动机、发电机、配电系统、用电系统、环控系统、作动系统、起降转弯刹车系统以及其他机载系统都在发生着多电化的变化。该文从多电化趋势阐述集成电动静液作动器的国外研发现状,介绍了集成电动静液作动系统的组成原理、相关理论和关键技术。     

基于滑模控制的机载作动器摩擦转矩补偿研究

针对机载电动静液作动器(EHA)伺服系统中非线性摩擦产生的不良影响,提出了非线性滑模控制(SMC)方法。在对EHA伺服系统以及非线性摩擦特性进行分析的基础上,建立了EHA伺服系统各部分模型。通过SMC方法与典型比例-积分-微分(PID)控制方法的比较可知,滑模控制对抑制位置阶跃信号振荡、消除由于摩擦引起的正弦信号平顶(死区)等方面效果显著。仿真结果证明了非线性Stribeck曲线摩擦模型的合理性,也表明滑模控制器对非线性控制对象具有良好的控制效果。     

车辆电动静液压作动器的半主动悬架时滞补偿控制

为了改善车辆行驶的平顺性和操纵稳定性,设计了一种基于电动静液压作动器（EHA）的车辆半主动悬架结构。进行了EHA作动器的性能试验分析,建立了EHA半主动悬架的键合图模型,计算了EHA半主动悬架系统的临界时滞,分析了时滞对EHA半主动悬架幅频特性和减振性能的影响,设计了Smith预估时滞补偿控制器,进行了EHA模糊控制半主动悬架的时滞补偿仿真分析。结果表明,EHA半主动悬架具有较好的阻尼可控性;然而随着时滞的增大,悬架系统会出现“轮跳”现象;在Smith时滞预估补偿控制下,EHA半主动悬架的簧载质量加速度减小约30%,轮胎动载荷减小约20%。     

电动静液压作动器主动悬架力跟踪控制研究

建立了1/4主动悬架和EHA主动悬架系统的数学模型,分析了EHA作动器中的无刷直流电机对该系统的影响。提出了一种基于主环LQG理想力控制器和内环电机电流控制器组成的力跟踪控制策略,设计了EHA主动悬架硬件控制器,并进行了仿真和台架试验。结果表明,力跟踪控制能够使电机输出的实际主动力接近理想主动力,改善了EHA主动悬架的动态特性,验证了所设计的控制策略和硬件控制器的可行性。     

电动静液压主动悬架双滑模控制研究

为了抑制电动静液压作动器（EHA）主动悬架作动器输出主动力的脉动,改善车辆的动态性能,提出了一种EHA主动悬架双滑模控制策略。建立了EHA主动悬架动力学模型,设计了基于模型参考的外环滑模控制器和电机内环滑模控制器,仿真分析了不同路面激励下该悬架的输出主动力特性和车辆动态特性,并开展了台架试验测试。结果表明,双滑模控制策略能够抑制电机输出主动力所产生的脉动,使实际输出主动力有效跟踪理想主动力,提高了EHA主动悬架的动态特性。     

能量可再生的新型汽车半主动悬架系统研究

介绍了一种采用功率电传方式的作动器,提出了基于EHA的可能量再生的新型汽车半主动悬架样机结构。同时,建立了1/4汽车半主动悬架动力学模型,设计了用于EHA半主动悬架系统的模糊控制器和天棚控制算法,并进行了仿真试验研究。结果表明,基于EHA的半主动悬架采用模糊控制方法能够兼顾不同频率路面以及有效降低车体加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,从而提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

MMM柔性调节式电动作动系统

磁粉离合器和磁粉制动器是性能优异的自动控制和自动调节元件。在电动作动系统中应用分离合器伺服机构是提高快速性的有效途径。将驱动部分的电动机，磁粉离合器组及具有制动阻尼功能的磁粉制动器复合调节能很好地实现快速驱动和精确控制。本文阐述了此三种元素均能调节的ＭＭＭ柔性调节电动作动系统的构成，原理，特点及应用前景。     

One Novel Hydraulic Actuating System for the Lower-Body Exoskeleton

The hydraulic exoskeleton is one research hotspot in the field of robotics,which can take heavy load due to the high power density of the hydraulic system.However,the traditional hydraulic system is normally centralized,inef-ficient,and bulky during application,which limits its development in the exoskeleton.For improving the robot's performance,its hydraulic actuating system should be optimized further.In this paper a novel hydraulic actuating system(HAS)based on electric-hydrostatic actuator is proposed,which is applied to hip and knee joints.Each HAS integrates an electric servo motor,a high-speed micro pump,a specific tank,and other components into a module.The specific parameters are obtained through relevant simulation according to human motion data and load require-ments.The dynamic models of the HAS are built,and validated by the system identification.Experiments of trajectory tracking and human-exoskeleton interaction are carried out,which demonstrate the proposed HAS has the ability to be applied to the exoskeleton.Compared with the previous prototype,the total weight of the HAS in the robot is reduced by about 40％,and the power density is increased by almost 1.6 times.     

机电一体化系统概念设计的基本原理

本文提出了机电一体化系统主要由广义执行机构子系统、信息处理及控制子系统、传感检测子系统组成。机电一体化系统从实质来说是现代化的机械系统。广义执行机构子系统由驱动元件和执行件（或执行机构）组成,用来传递动力、完成运动。信息处理及控制子系统由电子计算机来完成,传感检测子系统由传感器来实现,它们是现代机械系统重要的特征。由驱动元件和执行件（或执行机构）组成的广义执行机构子系统,是现代机械系统又一重要特征,构成了可控的传动和执行系统。由于三个子系统均以功能来划分,因此形成了较为合理的机电一体化系统的概念设计框架模型,有利于深入开展机电一体化的概念设计研究。     

空间曲面线切割多轴联动加工系统开发及应用

开发了能实现空间曲面零件电火花线切割加工的多轴联动加工系统,分析了系统的组成和运动参数。依据空间解析几何直纹曲面形成原理,建立了五轴联动加工的数学模型体系,获得了五轴联动加工三导线曲面零件的数学模型。研制了多轴联动加工系统的执行机构转摆摆数控工作台及数控系统,加工出理想的实验样件。解决了空间曲面零件的加工难题,拓宽了高速走丝电火花线切割加工的应用范围。该方法在模具制造及空间曲面零件加工中得到广泛应用。     

车辆电动静液压主动悬架系统的设计与试验研究

采用模糊PID控制策略,在对1/4车辆模型性能仿真的基础上,设计了以DSPIC30F6010为主控制器件的电动静液压EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)主动悬架模糊PID控制系统,研制了EHA车辆主动悬架样机及试验台架.建立了EHA作动力与PWM占空比之间的非线性关系曲线.台架试验结果表明,所设计的模糊PID控制器能较好实现系统控制,控制方法有效,可以显著减小车辆振动及干扰,提高了车辆的平顺和稳定性.