无人机舵回路伺服系统变阻尼控制律研究

某型号无人机采用磁滞交流同步电动机作为舵回路伺服系统的执行机构,以C8051F120单片机为核心构成双闭环舵机控制器.在对原来系统的控制律进行分析研究的基础上加入变阻尼控制,有效解决了系统的快速性与稳定性之间的矛盾,使得舵回路系统获得了快速、稳定、准确的定位性能.实际舵回路测试结果表明,系统阶跃响应速度提高了20%,完全满足某无人机3个舵面的控制.     

基于USB总线的低成本舵偏角采集系统设计与应用

舵机测试过程中,需要采集舵机实际舵偏角用于产品标定和性能评估,传统的舵偏角采集系统是通过基于PCI接口的专用工控机和采集卡来实现的,成本高且对计算机有特殊要求。针对舵机测试中对低成本、通用化舵偏角采集系统的需要,开发基于STM32F103的下位机代替传统的PCI板卡实现数据采集,并通过USB总线与上位机进行通信。基于LabWindows/CVI的上位机软件用于数据通信和界面交互。该采集系统具有成本低、可靠性高、使用方便等优点,已成功用于舵机测试中,并达到了良好的效果。     

旋转变压器在数字伺服舵机系统中的应用

设计完成了一个采用旋转变压器检测舵反馈的数字伺服舵机系统,使用一款用于电机控制的SOCG105作为系统的控制核心,介绍了正余弦型旋转变压器的基本原理,设计了旋转变压器与G105的接口电路及相关外围电路,并利用G105内部的旋变解码模块实现舵面角位移的解算.试验证明,该方案简化舵机控制电路的设计,并能够精确地实现舵反馈的测量.     

舵机带宽测试系统设计与试验方法研究

舵机的性能直接影响无人机系统闭环综合特性和飞行安全,针对现阶段常用数字舵机未提供带宽指标的现状和控制律设计的实际需求,介绍了频域响应法进行舵机带宽测试的原理和采用相关测量法进行试验数据处理的方法,提出了利用无人机自身设备集成舵机带宽测试系统的设计思想和方案,总结了测试流程和注意事项,并以某型数字舵机为实例,将测试得到的频率特性数据与舵机标准二阶数学模型进行比较,分析发现测量系统存在时间延时导致相位误差较大,最后给出了舵机带宽修正方案,得到最符合实测结果的舵机标准近似二阶数学模型,从而得到该型舵机空载和带载情况下带宽和阻尼比指标,对指导无人机舵机选型和控制律设计优化提供了技术支持。     

双余度舵机控制系统设计

为提高舵机系统可靠性,减小系统体积和重量,本文介绍了基于DSP和CPLD的双余度舵机控制系统。该系统选用双余度稀土永磁无刷直流电动机作为舵机本体,对硬件结构进行双余度设计,采用分段PID控制方法,充分考虑双余度电流均衡和系统故障处理,完成了对双余度舵机转动的精确控制,实现了舵面精确偏转。实验结果表明该系统响应速度快、跟踪效果好。     

多通道舵机高低温测试系统的设计与实现

舵机是导弹控制系统的重要执行机构,为实现对舵机的高低温性能测试,设计舵机高低温测试系统。本文从系统硬件组成、软件设计、模拟信号产生、采集、回放等功能的实现方法进行了阐述。系统具有较好的测量精度和较高的自动化控制水平,为舵机的性能测试提供了一个良好和完整的测试环境。该系统已投入使用,测试效果良好,达到了设计要求。     

矢量发动机电动舵机系统建模与仿真

以某型固体矢量发动机的舵机系统为研究对象,对此舵机系统进行数学建模,并通过FL U EN T计算出不同舵偏角情况下的舵机负载.利用MATLAB/Simulink进行系统仿真,分别采用PID及模糊PID控制方法.仿真结果表明,模糊PID控制器提升了系统的响应速度,减小了系统的超调量,缩短了系统的反应时间.     

带有伸缩舵面的电动舵机复合控制器设计

电动舵机采用伸缩舵可以大幅度减缩机载制导武器的横向尺寸,有助于提高载弹量并适用于内埋发射方式。提出了一种带有伸缩舵面的电动舵机复合控制器方案,设计了限流电路,限制了电机的最大电流,简化了控制信号数量,采用分段PID控制,设计了基于数字信号处理器电动舵机舵面偏转与伸缩复合控制器,并进行了实验,实现了位置给定的准确跟踪,结果表明该系统控制效果良好,方案可行。     

大惯量比舵机无位置传感器控制系统研究

电动舵机作为导弹的执行元件,其性能对弹体控制起着关键性的影响。为了规避长航时舵机可能存在潜在的高温失效风险,提出了一种舵机有感/无感复合控制策略,通过位置传感器和滑模观测器分别实现有感及无感模式下舵角位置信号提取,最终实现位置闭环控制;并针对大惯量比舵机控制问题,为权衡快速性与稳定性、准确性的关系,设计了前馈控制融入位置电流双环算法,经MATLAB仿真和实测结果表明,所设计的舵机控制系统能够实现有感与无感控制平稳切换,运行过程无抖动现象,验证了该控制方案的可行性。     

双舵机在单通道旋转控制导弹上的应用研究

对传统单通道旋转控制导弹所采用的舵机及其控制方式的特点、优点和不足进行了对比总结,提出了双轴联动比例舵机在该类导弹上的应用。开展了原理分析,建立了数学模型,并对导弹采用传统舵机和双轴联动比例舵机的过载特性和动态特性进行了计算、仿真、对比、验证。结果表明,双轴联动舵机具有等效舵偏角大、实现导弹气动完全轴对称、俯仰、偏航通道完全解耦、弹体高频摆动消除等优点,弥补了传统单通道旋转控制导弹采用舵机及其控制方式的不足,有利于提高单通道旋转控制导弹的过载能力和飞行稳定性。     

基于VI的通用测试方舱计量检定系统设计

对由虚拟仪器组成的通用测试方舱进行计量检定,是当前军事计量工作的一个难题。为了解决这个难题,设计并实现的一套针对某种武器装备通用测试方舱的计量检定系统。该检定系统的组成设备由GPIB总线控制;设计了专用计量检定适配器;针对某种武器装备测试流程,在VC 平台上开发了一套与之匹配的自动测控软件。经过现场测试表明,该系统在系统级层面上对某种武器装备通用测试方舱进行计量检定,缩短了检定工作时间,保证了系统量值传递的有效性和可靠性。     

智能变电站集群测控系统的研究及应用

为解决测控装置无后备、常规站智能化改造、二次设备预制舱空间有限等问题,通过测控装置的虚拟化、异常处理和后备机制以及ICD模型自适应等关键技术突破,完成了智能变电站集群测控系统的研制并开展了试点应用。智能变电站集群测控系统实现了测控装置功能后备,减少了常规站智能化改造停电时间,为智能变电站二次设备预制舱提出了合理的解决方案。     

制导炸弹飞行训练弹交联控制舱设计

交联控制舱是制导炸弹飞行训练弹的核心部件,用来模拟实弹的投放流程。本文介绍了交联控制舱的总体设计方案,具体进行了硬件设计和软件设计,并对系统进行了实验分析。在设计上,交联控制舱采用了DSP＋CPLD技术,具有体积小、运算速度快的特点,实验结果表明,交联控制舱可以满足飞行训练弹的设计要求。     

预制舱变电站多状态监测技术探讨

预制舱变电站集中接入已逐步成为城市配电系统的发展趋势。综合预制舱变电站内SF₆气体浓度、温/湿度、噪音、污秽等因素,构建了综合状态监测系统,并基于预制舱配置风机提出了强制风机策略,以调节舱内环境,减少变电站运维。所提方法考虑了多环境因素的综合影响,解决了当前预制舱式变电站中风机启停混乱的问题,提高了预制舱变电站环境控制的可靠性与灵敏性。     

智能变电站高性能纤维预制舱防凝露设计

为了防止智能变电站高性能纤维预制舱产生凝露,危及舱内电气设备的安全稳定运行,需要设计合理的舱内温湿度控制设备的配置方案。本文采用工程热力学原理,验算了一种基于玄武岩纤维复合材料的智能变电站高性能纤维预制舱的防凝露性能,研究了计及太阳辐射下的预制舱热工参数以及舱内冷热负荷,并据此计算了控制舱内温控设备换热制冷需求量和控制舱内除湿设备除湿需求量。热力学计算方法科学合理,计算结果符合工程项目实际,据此设计出的温湿度控制设备配置方案能够有效防止预制舱内凝露的发生。     

基于BOTDA的分布式光纤在线温度监控技术研究

主要介绍基于BOTDA (Brilouin Optical Time-Domain Analysis)的分布式光纤测温系统应用于高压输电海缆温度在线监控的可行性,简要介绍了该技术的基本原理和特点.应用分布式光纤测温系统对110kV光电复合海缆进行测试,考察了仪器的测温精度、响应时间及运行可靠性等性能,试验结果说明该技术...     

预制舱式智能变电站继电保护关键环节故障诊断分析

针对智能变电站继电保护故障引发一系列电网事故,研究预制舱式智能变电站的继电保护关键环节故障诊断方法。首先对继电保护故障诊断所需数据进行预处理,提出基于广义变比辨识的电流测量回路故障诊断方法,通过建立广义变比状态矩阵,实现对故障的判断。同时研究电子式互感器的突变故障问题,在辨别电子式互感器的故障模式和认知一次系统特点的基础上,提出诊断电子式互感器突变故障的方法。通过对长沙某220 kV预制舱式智能变电站Matlab仿真计算,验证了该方法的有效性,为变电站继电保护故障提供一种简单、高效的在线诊断方法。     

适用于保护控制的同步相量测量方法

近年来,电力系统电力电子化特征导致输配电网动态特性耦合紧密,系统性故障频发。同步相量测量单元(PMU)在动态安全控制中作用愈发重要。适用于智能配电网的同步相量测量装置的研究也得到广泛开展。如何在当前复杂电气信号条件下保证相量测量精度的同时,缩短其阶跃条件下的响应时间对保护控制应用至关重要。文中提出一种适用于保护控制的同步相量测量方法。该方法揭示了阶跃信号对相量测量的影响机理,分析了相量模型参数在阶跃信号条件下的行为规律,提出了信号阶跃识别方法。进一步,揭示了阶跃量大小与动态相量模型参数突变量的线性关系,提出了阶跃过程中相量修正方法,减少了相量计算的响应时间。仿真与实际录波数据测试验证了所提方法可有效减少响应时间,为智能配电网保护控制提供快速准确的测量数据。     

HL-2A型受控核聚变装置高压电源用脉冲分压器的设计

在受控核聚变中,电源电压的准确测量十分重要,要求作为脉冲测量系统的第1级关键部件的分压器具有良好的响应特性和稳定性。为此,结合实际工况,提出了适合此类电源特性的分压器设计参数。考虑杂散参数对分压器性能的影响,建立了包含分布电容、杂散电感的电阻分压器参数模型,基于电路理论二端口网络分析方法从理论上推导其传递函数和响应时间的表达式。根据该模型提出分压器的相关参数,并采用玻璃釉膜电阻制作分压器。对分压器进行脉冲高压响应的标定实验,与泰克高压探头对比结果表明2者所测波形比较相符,尤其是开通与关断时刻的波形,能准确反映电压信号的暂态过程。该分压器能实时、准确地测量电源输出电压,为电源暂态过程分析和系统反馈调节提供依据。     

高压ns脉冲测量中的分压器性能及阻抗匹配

为研究ns级高压脉冲测量中存在的问题,探讨了分压器阶跃响应性能与脉冲测量结果的关系及测量系统的阻抗匹配与否对测量结果的影响。由阶跃响应性能不同的分压器的双指数脉冲响应的Pspice仿真和实验测量可知:当分压器阶跃响应存在过冲时,波形上升和下降时间变短;当阶跃响应的上升时间大于被测双指数脉冲的上升时间时,波形上升和下降时间加长。基于传输线理论和Pspice仿真分析及实验测量结果可知:系统内部阻抗不匹配将导致反射和初始分压比小于稳态分压比,高压引线始端不匹配将激发振荡。因此,只有当分压器的阶跃响应无过冲且上升时间低于被测脉冲上升时间、测量系统的阻抗匹配时,才可能得到准确的测量结果。