目錄
“飛行控制前沿技術(shù)叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)及其研究意義 1
1.1.1 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)組成 1
1.1.2 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)研究意義 2
1.2 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展概述 3
1.2.1 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展歷程 3
1.2.2 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 10
1.3 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 11
1.3.1 傳動(dòng)技術(shù) 11
1.3.2 伺服電機(jī)技術(shù) 17
1.3.3 驅(qū)動(dòng)控制技術(shù) 26
1.3.4 位置傳感與測(cè)量技術(shù) 31
1.3.5 余度及容錯(cuò)技術(shù) 37
1.3.6 故障診斷技術(shù) 40
參考文獻(xiàn) 41
第2章 矢量控制基礎(chǔ) 43
2.1 矢量控制基本原理 43
2.2 Park變換 47
2.3 三相電機(jī)矢量控制及Clarke 變換 51
2.4 矢量控制器結(jié)構(gòu) 56
2.5 電機(jī)d-q 軸數(shù)學(xué)方程 58
2.6 電機(jī)電感與測(cè)量 66
2.6.1 兩相接線法測(cè)量直交軸電感 66
2.6.2 三相接線法測(cè)量直交軸電感 67
2.7 電機(jī)電角度 68
參考文獻(xiàn) 70
第3章 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)線性控制技術(shù) 71
3.1 引言 71
3.2 經(jīng)典線性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 72
3.2.1 設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介 72
3.2.2 校正網(wǎng)絡(luò) 72
3.3 串聯(lián)校正 73
3.3.1 相位超前校正 73
3.3.2 相位滯后校正 78
3.3.3 相位超前-滯后校正 81
3.3.4 比例-微分控制 84
3.3.5 相位超前及滯后校正與PID 控制器的區(qū)別與特性分析 85
3.4 并聯(lián)校正 86
3.5 前饋控制器 87
3.5.1 位置指令微分前饋 88
3.5.2 位置指令-負(fù)載特性前饋 89
3.6 一種綜合控制設(shè)計(jì)方法 90
3.7 精度及誤差特性分析 93
3.8 結(jié)構(gòu)陷波器 97
參考文獻(xiàn) 102
第4章 作動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及時(shí)間最優(yōu)控制 103
4.1 作動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo) 104
4.2 采用二階積分器模型的時(shí)間最優(yōu)控制 105
4.2.1 二階積分器時(shí)間最優(yōu)控制 106
4.2.2 近似時(shí)間最優(yōu)控制方法 110
4.2.3 在航空機(jī)炮方位伺服平臺(tái)中的應(yīng)用 116
4.3 采用一階慣性環(huán)節(jié)與積分器串聯(lián)模型的近似時(shí)間最優(yōu)控制 120
4.3.1 時(shí)間最優(yōu)控制方法 120
4.3.2 近似時(shí)間最優(yōu)控制方法 122
4.3.3 在高帶寬直線機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用 125
參考文獻(xiàn) 128
第5章 容錯(cuò)永磁同步電機(jī)模型及其高功率因數(shù)控制 130
5.1 容錯(cuò)永磁同步電機(jī)模型 130
5.2 容錯(cuò)永磁同步電機(jī)矢量復(fù)合控制 133
5.2.1 含旋轉(zhuǎn)變換的轉(zhuǎn)速復(fù)合控制器 133
5.2.2 含前置濾波的相電流復(fù)合控制器 134
5.3 容錯(cuò)永磁同步電機(jī)電流相位控制機(jī)理 135
5.3.1 容錯(cuò)永磁同步電機(jī)動(dòng)力學(xué)特征 135
5.3.2 容錯(cuò)永磁同步電機(jī)單相通電時(shí)運(yùn)行特性 136
5.3.3 容錯(cuò)永磁同步電機(jī)正交兩相通電時(shí)運(yùn)行特性 140
5.3.4 負(fù)載對(duì)相位角的影響 141
5.4 電流相位自適應(yīng)復(fù)合控制策略 142
5.4.1 自適應(yīng)前饋補(bǔ)償器設(shè)計(jì) 142
5.4.2 電流相位復(fù)合控制器設(shè)計(jì) 144
5.4.3 內(nèi)功率因數(shù)角的容錯(cuò)檢測(cè)方法 147
參考文獻(xiàn) 149
第6章 機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)實(shí)例 150
6.1 主要技術(shù)指標(biāo) 150
6.2 關(guān)鍵參數(shù)及部件選型 150
6.2.1 絲杠選型 151
6.2.2 電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算 152
6.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 153
6.3.1 機(jī)械總體結(jié)構(gòu) 153
6.3.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 154
6.4 驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì) 156
6.4.1 控制器 156
6.4.2 驅(qū)動(dòng)器與電源濾波器 157
6.5 作動(dòng)系統(tǒng)控制律設(shè)計(jì) 164
6.5.1 電流環(huán) 165
6.5.2 速度環(huán) 171
6.5.3 位置環(huán) 174
6.5.4 綜合控制設(shè)計(jì)方法 180
6.5.5 結(jié)論及實(shí)測(cè)結(jié)果 185
參考文獻(xiàn) 188
第7章 作動(dòng)系統(tǒng)特征模型及其故障診斷 189
7.1 作動(dòng)系統(tǒng)特征模型 189
7.1.1 作動(dòng)系統(tǒng)速率飽和對(duì)輸出的影響 189
7.1.2 負(fù)載擾動(dòng)對(duì)作動(dòng)系統(tǒng)輸出的影響 190
7.1.3 系統(tǒng)特征建模機(jī)理 192
7.1.4 建模誤差分析 194
7.2 故障檢測(cè)器 195
7.2.1 故障檢測(cè)器設(shè)計(jì) 195
7.2.2 故障檢測(cè)方法 197
7.3 仿真驗(yàn)證與試驗(yàn)測(cè)試 199
7.3.1 仿真驗(yàn)證與結(jié)果分析 199
7.3.2 實(shí)測(cè)驗(yàn)證與結(jié)果分析 202
7.4 總結(jié) 206
參考文獻(xiàn) 207
附錄A 空間矢量脈寬調(diào)制 208
A.1 理論基礎(chǔ) 208
A.1.1 空間電壓矢量 208
A.1.2 伏秒平衡原理 211
A.1.3 空間矢量脈寬調(diào)制及調(diào)制比 211
A.1.4 基礎(chǔ)矢量作用次序 214
A.2 實(shí)現(xiàn)步驟 215
A.2.1 空間電壓矢量扇區(qū)判斷 215
A.2.2 基礎(chǔ)電壓矢量作用時(shí)間 217
參考文獻(xiàn) 221