主飞控混合作动系统工作模式的研究

针对目前多电飞机(MEA)主飞行控制系统中采用的非相似余度混合作动环节,对由传统液压伺服作动器(HSA)和电动静液作动器(EHA)组成的混合作动系统(HAS)进行研究分析。考虑到舵面的连接刚度,建立HSA/EHA混合作动系统的模型。通过仿真对HAS在3种典型工作模式下的系统性能进行研究,分析其对阶跃信号和干扰信号响应的优缺点,从而为混合作动系统进一步的研究奠定基础。     

电静液作动器(EHA)热设计方法研究

该文根据飞机作动系统发展趋势和电静液作动器特性,提出了将虚拟热仿真的方法应用到EHA热设计中,对该EHA热设计进行研究,形成了一种热设计、验证、改进的方法。实例基于功率损失法对某电静液作动器进行仿真分析,根据仿真结果提出热设计优化措施,掌握了热设计方法。     

飞机起落架舱门作动同步控制研究

飞机的起落架舱门作动系统需要较高的可靠性和安全性.某飞机起落架舱门结构尺寸较大,采用双作动器来实现驱动控制,由于控制系统、作动器的各方面误差积累导致两路输出不一致,带来了同一舱门结构两个作动器间的运动不同步问题.建立了起落架舱门作动系统模型,对两路舱门作动器不同步的原因进行了分析,提出了基于等量分流式、伺服闭环和容积串联3种同步控制方法,对3种同步控制方法建立了仿真模型进行分析,最后搭建试验平台对3种控制方法进行了试验验证.     

超磁致伸缩电静液作动器输出流量影响因素分析

首先对作动器的工作原理进行分析,随后建立了作动器系统的数学模型,通过仿真分析得到超磁致伸缩执行器输出位移与驱动频率的关系,泵腔内活塞直径、泵腔高度与作动器输出流量的关系以及系统偏压与作动器输出流量的关系。对超磁致伸缩执行器进行实验和仿真对比,验证了仿真模型的正确性。对影响超磁致伸缩电静液作动器输出流量的几种因素进行总结,给出了这些影响因素在超磁致伸缩作动器设计与优化中的选取准则。     

橡胶节点对全主动液压减振器的影响

液压减振器两端橡胶节点能够保护作动器的安全,但其参数会对减振器的性能产生很大影响。将节点等效成并联的弹簧阻尼系统,建立了作动器橡胶节点的动力学模型,理论分析了节点刚度以及作动频率对作动力滞后相位的影响。充分考虑液压阀和负载的影响,利用SIMPACK和MATLAB建立了液压作动器和车辆系统的联合仿真模型,并对不同节点刚度的情况进行了仿真分析。结果表明:对于较低的工作频带,节点刚度对实际输出到车体上的作动力影响不大,但会造成作动器活塞杆的作动位移产生很大差异。最后,给出了实际应用中合理选择橡胶节点参数的建议。     

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。     

非线性接触下直线电机悬架作动器模态分析

针对直线电机式悬架作动器模态分析误差较大的问题,提出影响分析结果的非线性因素--法向接触刚度,通过优化接触刚度因子实现对作动器模态的精确分析。利用ANSYS Workbench对其进行了有限元仿真,研究了作动器各部件在不同阶数下的固有频率变化值,获得了作动器固有频率与接触刚度因子的相互影响关系,得到了作动器在最优接触刚度因子下的固有频率与振型图,分析了运行速度与模态频率之间的关系曲线。结果表明:初级铁心对样机结构整体频率影响最大;接触刚度因子等于0.6时,固有频率最优以及形变位移值最小;在第2阶频率下,作动器整体变形量较小,最大变形集中在次级铁心两端量;模态频率随运行速度的增大而增大。最后对悬架作动器样机进行了模态试验,仿真值与试验值较好吻合,验证了分析结果的正确性。     

磁致伸缩径向双柱塞泵驱动作动器流量特性分析

研究了主动阀结构及尺寸等对作动器流量特性的影响:对作动器的结构及工作原理进行了介绍与分析;在MATLAB/Simulink中建立了作动器整体数学模型,通过仿真得到了不同驱动频率下作动器输出流量与驱动信号相位角间的关系,并与相应的实验结果相对比,验证了模型的准确性;仿真模拟了主动阀阀芯不同的沟槽深度以及沟槽数(包括相同阀芯直径以及不同阀芯直径)等情况下作动器对应的输出流量,基于仿真结果进行了分析与总结.     

一种新型EHA及其仿真分析

针对近年来飞机机载作动系统的发展,本文介绍了一种采用功率电传方式的新型作动器(EHA),分析了其原理及特点,讨论了作动系统的建模和加权系数的优化模型,采用Matlab/Simulink对其进行仿真,结果表明能有效提高作动系统动态性能,功率电传作动系统的研制具有重要意义。     

机电作动器系统设计及动态特性研究

针对舰艇上现有的液压作动器系统体积较大,安装、维护比较复杂的问题,设计一套机电作动器系统,以取代液压作动器系统。首先进行机电作动器系统方案的设计,根据所需推力及寿命要求,合理设计电动缸的结构。建立机电作动器的AMESim模型,仿真分析其跟踪性能以及刚度对跟踪性能的影响,并从实验的角度分析研究它的动态特性。通过与液压作动器进行对比,发现机电作动器不但结构简单紧凑,体积小,而且动态性能明显优于液压作动器。     

大功率超磁致伸缩作动器的仿真与试验

分析了结构参数对大功率超磁致伸缩作动器动态性能的影响。为了提高作动器的动态性能,其驱动线圈采用减少匝数、增加线径、大电流驱动的设计方案;选取了超磁致伸缩材料(GMM)棒最佳的预压应力和磁场强度,计算确定了GMM棒的几何参数;建立了以牛顿第二定律为基础的作动器阶跃响应、参数变化的模型,利用MATLAB对其进行了仿真分析。结果表明,GMM棒长度和直径、负载端质量对作动器力和位移输出有重要影响。研究结果可为超磁致伸缩作动器的结构优化与设计提供参考。     

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...     

磁致伸缩轴向双柱塞泵驱动作动器特性研究

设计了一种磁致伸缩轴向双柱塞泵驱动的作动器,并提出了一种新型的主动配流阀,以双磁致伸缩泵为核心动力元件,组成电静液作动系统,实现了作动器的双向连续位移输出.通过建立作动器系统各部分的数学模型,从原理上分析作动器的输出特性.搭建实验平台测试并验证了作动器在相同转速不同相位角下的流量输出特性.通过数学模型与实验的对比,预测了在不同管路长度下作动器的输出特性变化规律.实验结果表明,在驱动频率180 Hz下,最大输出流量可达2.7 L/min.     

新型高效电磁作动器的研制及特性分析

研制了一种应用于发动机振动主动控制系统的新型高效电磁作动器。介绍了作动器的结构原理，对作动器的磁场进行了计算，利用Ansys软件对其弹簧刚度进行了分析。将作动器的力传递模型简化为单自由度振动系统，计算了作动器的作动力，通过Matlab仿真软件对其力传递特性进行了仿真分析。以正弦信号输入对作动器的作动特性进行了试验，结果表明，试验分析和仿真分析比较吻合，作动器作动力大，性能良好，可以很好地应用于发动机的振动主动控制。     

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。     

尺蠖式压电线性作动器设计及实验研究

针对空间环境下小型抓取操作机构对新型作动器的使用需求,考虑压电作动器具有耐温范围宽、无电磁干扰及断电自锁等特点,仿照昆虫尺蠖的行走方式设计一种新型压电线性作动器。首先,利用柔性铰链式位移放大机构放大压电陶瓷（Pb-Zr-Ti,简称PZT）叠堆的输出位移,以增大线性作动器的移动步长及对导轨的夹紧变形量,将多个压电陶瓷叠堆器件分为3组,分别作为尺蠖式压电线性作动器的2个夹持单元和1个推进单元的激励源,以获得较大的驱动力并进一步增大作动器的移动步长;其次,借助有限元仿真分析软件,研究压电陶瓷叠堆力电耦合行为的预测方法,并实验验证该方法的可行性;然后,简化柔性铰链式位移放大机构,提出放大倍数的数值分析方法,对位移放大机构在压电陶瓷叠堆作动方向上的刚度进行仿真分析,并验证放大倍数的数值分析方法的准确性;最后,基于设计的线性作动器开展实验研究。结果表明：位移放大机构对压电陶瓷叠堆输出位移的放大倍数为7.3,处于理论值与仿真值之间;在激励电压频率为5 Hz时,作动器的最大空载移动速度为413 μm/s;作动器的最大推动力为16 N,对应的驱动速度为19 μm/s。以上研究结果能为小型抓取操作机构的智能驱动提供技术支持。     

航空发动机反推作动系统的AMESim-Simulink控制仿真

航空发动机反推作动系统作为反推系统的重要组成部分,对飞机着陆减速有着重要意义。为了深入了解反推作动系统的展开收起运动特性,对反推作动系统的全行程过程进行了运动分析和数学模型创建,采用数值仿真方法对系统进行了仿真计算,研究了反推作动系统的缓冲性能、同步性能以及温度对运动过程的影响。结果表明：系统仿真模型对全运动过程具有良好的预测效果,可成为系统运行和性能检测有效分析工具;系统的缓冲装置将末端碰撞速度降低至0.15 m/s以内,可以有效削弱作动器的剧烈碰撞;系统运行的最大不同误差主要发生在展开或收起极限位置处,提高系统起动加载的同步性和精度,同时保持外载阻尼特性的一致性,以此减小系统运动的同步性误差;系统在低温环境下仍可以进行展开工作,但运行速度受到极大影响。     

电磁作动器的设计及磁路分析

针对船舶发动机振动主动控制系统,提出一种高效电磁作动器。基于电磁作动力为目标设计电磁作动器结构,并对电磁作动力进行理论计算。建立电磁作动器磁场模型,给定直流加载对磁场模型进行仿真分析,计算电磁作动力与磁感应强度。在此理论基础上,以直流信号输入对电磁作动器进行试验验证。结果表明,试验与仿真分析得出的电磁作动力达到预定设计目标,最大磁感应强度基本吻合且未达到磁饱和强度,符合设计要求。验证了应用ANSYS对磁场进行仿真研究的准确性,且相同大小体积下电磁作动器输出的作动力大、性能良好,可以较好地应用于发动机的振动主动控制。     

一种柴油机半主动电磁作动器的设计及特性仿真

柴油机半主动隔振电磁作动器通过改变电流来改变作动器的刚度,达到柴油机减振目的。为了提高控制效果,要求作动器的位移和电磁力尽可能满足线性关系。在仿真研究电磁作动器的结构参数与位移-电磁力曲线关系,并经过实验验证后,一种具有良好线性特性的作动器结构被设计。     

泵阀联合电动静液作动器高效率设计分析

分析了泵阀联合电动静液作动器效率的影响因素,提出了提高负载压力设计值的提高效率的方法。在负载相同的条件下,对伺服阀和定量泵的输出流量、损耗流量、作动系统整体效率变化进行了分析,并分析了负载压力设计值变化对系统主要性能参数的影响。相对于常规阀控系统设计,提高负载压力设计值的方法可在一定范围内提高系统效率。系统快速性在小负载状态下提高,在大负载状态下降低,稳定性增强,抗扰动能力和响应下降。以弹性负载为对象的作动系统仿真及实验分析验证了设计方法的可行性。