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小型飞机起落架电动转变控制系统研究

作　者: 张祥
导　师: 廖平
学　校: 中南大学
专　业: 机械工程
关键词: DSP 起落架 电动转弯 减摆纠偏
分类号: V227.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


小型飞机定常转弯和减摆纠偏性能好坏直接关系到飞机和人的安全,这使得开展小型飞机起落架电动转弯装置的研发,提高小型飞机定常转弯和减摆纠偏性能成为必然。结合中航起落架公司“小型飞机起落架电动转弯控制系统”研究课题,本文提出了小型飞机起落架电动转弯控制方法,以TI公司的TMS320F2812 DSP芯片为主控制器,IR公司的IRAMX16UP60B芯片为无刷直流电机驱动器。通过控制无刷直流电机转向和转速实现小型飞机起落架电动转弯、减摆纠偏控制。建立了电动转弯控制系统的传递函数模型,完成了控制算法的研究与设计。对PID控制、自适应模糊PID控制进行了Simulink仿真分析,结果表明：与PID控制相比,自适应模糊PID控制的性能更优。设计了控制器的硬件电路,详细介绍了硬件电路的功能和设计方法。编写了软件程序,着重介绍了定常转弯模块、减摆纠偏模块和通信模块的程序编制。完成了对小型飞机起落架电动转弯控制器的实验验证,实验结果表明：小型飞机起落架电动转弯控制器的硬件电路设计合理,软件控制算法正确,系统控制灵活,小型飞机在起飞和着落过程中的安全性得到大大提高。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 引言  7-10
    1.1.1 小型飞机  7-8
    1.1.2 起落架  8-10
  1.2 起落架转弯控制概况  10-11
  1.3 课题来源与论文研究的主要内容  11-13
    1.3.1 课题来源  11
    1.3.2 论文研究意义  11-12
    1.3.3 论文研究的主要内容及技术路线  12-13
  1.4 本章小结  13-14
第二章 电动转弯机构建模与仿真  14-35
  2.1 小型飞机起落架电动转弯机构模型建立  14-18
    2.1.1 模型建立方法  14
    2.1.2 模型建立过程  14-17
    2.1.3 模型建立结果  17-18
  2.3 小型飞机起落架电动转弯机构运动学仿真分析  18-28
    2.3.1 运动学计算分析  18-22
    2.3.2 运动学仿真  22-27
    2.3.3 运动学仿真结论  27-28
  2.4 小型飞机起落架电动转弯机构动力学仿真分析  28-34
    2.4.1 动力学仿真数学模型  28-31
    2.4.2 动力学仿真  31-34
    2.4.3 动力学仿真结论  34
  2.5 本章小结  34-35
第三章 电动转弯系统控制算法设计  35-55
  3.1 小型飞机起落架电动转弯控制系统建模  35-40
    3.1.1 无刷直流电机  36-37
    3.1.2 积分转换环节  37-38
    3.1.3 直流电机减速器  38
    3.1.4 角度传感器  38
    3.1.5 机械传动机构  38-40
  3.2 PID控制  40-45
    3.2.1 PID控制器设计  40-42
    3.2.2 PID控制算法仿真与分析  42-45
  3.3 自适应模糊PID控制  45-54
    3.3.1 模糊PID控制器设计  45-50
    3.3.2 模糊PID控制算法转弯仿真与分析  50-52
    3.3.3 模糊PID控制算法减摆纠偏仿真与分析  52-54
  3.4 本章小结  54-55
第四章 电动转弯控制系统设计  55-72
  4.1 电动转弯控制系统总体设计  55
  4.2 电动转弯控制系统硬件设计  55-62
    4.2.1 DSP最小系统  56
    4.2.2 驱动电路  56-58
    4.2.3 电源电路  58-59
    4.2.4 串口通信电路  59-60
    4.2.5 角位移监测电路  60
    4.2.6 仿真调试接口电路  60-61
    4.2.7 系统保护电路  61-62
  4.3 电动转弯控制系统软件设计  62-70
    4.3.1 软件开发环境  62-63
    4.3.2 软件设计整体方案  63-64
    4.3.3 软件设计总体流程  64-65
    4.3.4 软件设计各功能模块  65-70
  4.4 PCB设计  70-71
  4.5 本章小结  71-72
第五章 实验研究  72-78
  5.1 模拟试验台实验  72-74
  5.2 起落架现场实验  74-77
  5.3 本章小结  77-78
第六章 总结与展望  78-80
  6.1 总结  78
  6.2 展望  78-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
攻读学位期间主要的研究成果  85
  攻读硕士学位期间发表及录用论文情况  85
  攻读硕士学位期间获得的奖励  85
  参与科研项目  85

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 飞机构造与设计 > 操纵系统 > 起落架刹车操纵装置
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