学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

电动泵控制系统设计

作　者: 李向辉
导　师: 卢博友
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 电动燃油泵 PWM 直流伺服电机 PID 负反馈
分类号: V233
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 51次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


20世纪70年代以来,数百千克以下级的小型航空武器和军民用小型航空飞行平台首先在发达国家发展起来,迄今为止,已有几十年的历史。涡喷发动机具有加速快、设计简便等优点,是较早实用化的喷气发动机类型。在当今军用飞行器和导弹向无人化、小型化和微型化发展趋势的带动下,微型涡喷发动机越来越受到重视。传统的涡喷发动机控制系统一直由液压机械式和气动机械式调节器实现,其燃油控制系统也是由附带的机械装置来实现的。但由于小型和微型涡喷发动机的结构与使用特点,其供油不可能采用传统大发动机通过附件带动油泵的供油方案。本文针对某微型涡喷发动机的控制要求,对其燃油供油控制系统进行设计。论文首先分析涡喷发动机的供油控制方式和电动燃油泵用于微型发动机供油的发展现状及趋势,参考国外同类发动机的供油控制方法,设计了永磁有刷直流伺服电机带动内啮合齿轮泵的发动机电动供油系统。通过分析电动燃油泵工作机理,本文选择双极性H型桥式可逆PWM(脉冲宽度调节)驱动电路作为电动燃油泵中直流伺服电动机的驱动方案,采用电压负反馈电流补偿控制替代转速负反馈形成的闭环控制系统作为电机转速控制方案。然后,在建立直流伺服电机、双极式运行的PWM转换电路和电压负反馈电流补偿环节等数学模型的基础上,用数字递推PID控制算法设计出电动燃油泵控制系统的控制器,最终建立起电压负反馈电流补偿调速系统的数学模型,并在MATLAB的Simulink环境下对其进行了仿真分析。基于所设计的系统,本文采用PHILIPS公司83C552单片机为主控芯片,设计出双极性H型桥式PWM电机驱动控制硬件系统,详细介绍了系统各组成部分(控制器、驱动电路、反馈电路等组成)的工作原理及电路设计过程。最后,在所设计制作的样板上对系统进行初步原理试验论证,结果表明所设计的电动燃油泵供油控制系统可满足发动机的供油要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 综述  9-15
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 国内外的研究现状  10-13
    1.2.1 国内外涡喷发动机的供油控制系统研究  10-12
    1.2.2 电动燃油泵用于微型发动机的发展现状与趋势  12-13
  1.3 论文的研究内容  13-15
第二章 供油方案设计及其特性分析  15-21
  2.1 某小型涡喷发动机的结构和工作原理  15
  2.2 电动燃油泵结构及其工作原理分析  15-16
  2.3 转子泵的工作原理和工作特性  16-18
    2.3.1 齿轮泵的工作原理  16-17
    2.3.2 齿轮泵的供油特性  17-18
  2.4 驱动电机及其工作特性  18-19
    2.4.1 直流伺服电动机的基本工作原理  18
    2.4.2 直流电动机的基本方程  18-19
    2.4.3 直流伺服电动机的调节特性  19
  2.5 电动燃油泵的供油特性  19-21
第三章 电动燃油泵的驱动控制方案设计  21-28
  3.1 电动燃油泵控制特点分析  21
  3.2 电机驱动方案设计  21-24
    3.2.1 直流伺服电机驱动方案选择  21-22
    3.2.2 双极式Ｈ型可逆PWM 调速原理  22-24
  3.3 电机转速控制方案设计  24-26
  3.4 电动燃油泵总体控制方案设计  26-28
第四章 系统建模与控制器设计  28-37
  4.1 电压负反馈电流补偿调速系统的动态数学模型  28-32
    4.1.1 直流伺服电动机的模型  28-30
    4.1.2 双极模式运行的PWM 功率转换电路的数学模型  30-31
    4.1.3 电压负反馈电流补偿环节数学模型  31-32
  4.2 PID 控制器设计  32-35
    4.2.1 PID 控制规律的离散化  32-34
    4.2.2 数字PID 控制器参数的整定  34-35
  4.3 电压负反馈电流补偿调速系统模型及其仿真  35-37
第五章 系统硬件设计  37-46
  5.1 需求分析  37-40
    5.1.1 PWM 功率转换电路功率器件的选取  37-38
    5.1.2 MOS 管栅极驱动电路  38-40
  5.2 驱动控制电路设计及其分析  40-46
    5.2.1 主驱动电路  40-42
    5.2.2 电压、电流采样电路分析  42-44
    5.2.3 单片机外围电路设计  44-46
第六章 系统软件设计  46-52
  6.1 软件总体设计方案  46-47
  6.2 主要的功能模块  47-52
    6.2.1 采样子程序  47-48
    6.2.2 串口通讯子程序  48-49
    6.2.3 数字滤波子程序  49-50
    6.2.4 PID 计算程序  50-52
第七章 系统试验  52-54
第八章 结论与建议  54-56
  8.1 结论  54
  8.2 讨论  54-55
  8.3 建议  55-56
参考文献  56-60
致谢  60-61
作者简介  61

相似论文

  1. 开关阀控气缸模型及PWM控制系统的研究,TH138
  2. 半实物火炮自动操瞄俯仰角度控制系统的研究,TJ303
  3. 船用舵机电液伺服单元单神经元PID控制,U666.152
  4. 电网电压不平衡时复合型PWM整流器控制策略的研究,TM461
  5. 激光光束偏转设备的机电控制系统设计,TM301.2
  6. 永磁直驱风电系统中网侧变换器控制与风机模拟技术研究,TM46
  7. 激光直写机的光功率控制系统研究与设计,TN249
  8. 半导体激光器热电控制技术研究,TN248.4
  9. 涵道式无人飞行器系统的建模与控制策略研究,V249.122
  10. 半导体激光器温度控制系统的研究,TP273
  11. 压电驱动微工作台的控制与校正技术研究,TP273
  12. 伺服转台温控箱控制系统设计与研究,TP273
  13. 基于模糊整定PID的海浪运动模拟试验台控制系统设计,TP273.4
  14. 基于神经网络辨识的同步发电机励磁控制研究,TM31
  15. 基于PWM的滴灌控制系统的设计与研究,S152.7
  16. 多层共挤流涎成形过程温度控制技术研究,TQ320.721
  17. 中密度板纤维干燥系统与PLC控制系统设计,TP273
  18. 无刷直流电动机及其控制系统,TM33
  19. 基于DSP的直线电机制冷控制器的研制,TM359.4
  20. 大型耙吸挖泥船动力定位控制算法研究,U674.31
  21. 基于控制方法的粒子群算法改进及应用研究,TP301.6

中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空发动机（推进系统） > 发动机附件系统
© 2012 www.xueweilunwen.com