目錄
“飛行控制前沿技術(shù)叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 機電作動系統(tǒng)及其研究意義 1
1.1.1 機電作動系統(tǒng)組成 1
1.1.2 機電作動系統(tǒng)研究意義 2
1.2 機電作動系統(tǒng)發(fā)展概述 3
1.2.1 機電作動系統(tǒng)發(fā)展歷程 3
1.2.2 機電作動系統(tǒng)發(fā)展趨勢 10
1.3 機電作動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 11
1.3.1 傳動技術(shù) 11
1.3.2 伺服電機技術(shù) 17
1.3.3 驅(qū)動控制技術(shù) 26
1.3.4 位置傳感與測量技術(shù) 31
1.3.5 余度及容錯技術(shù) 37
1.3.6 故障診斷技術(shù) 40
參考文獻 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d-q 軸數(shù)學方程 58
2.6 電機電感與測量 66
2.6.1 兩相接線法測量直交軸電感 66
2.6.2 三相接線法測量直交軸電感 67
2.7 電機電角度 68
參考文獻 70
第3章 機電作動系統(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)計方法 72
3.2.1 設(shè)計方法簡介 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-負載特性前饋 89
3.6 一種綜合控制設(shè)計方法 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 102
第4章 作動系統(tǒng)動態(tài)指標及時間最優(yōu)控制 103
4.1 作動系統(tǒng)動態(tài)指標 104
4.2 采用二階積分器模型的時間最優(yōu)控制 105
4.2.1 二階積分器時間最優(yōu)控制 106
4.2.2 近似時間最優(yōu)控制方法 110
4.2.3 在航空機炮方位伺服平臺中的應(yīng)用 116
4.3 采用一階慣性環(huán)節(jié)與積分器串聯(lián)模型的近似時間最優(yōu)控制 120
4.3.1 時間最優(yōu)控制方法 120
4.3.2 近似時間最優(yōu)控制方法 122
4.3.3 在高帶寬直線機電作動系統(tǒng)中的應(yīng)用 125
參考文獻 128
第5章 容錯永磁同步電機模型及其高功率因數(shù)控制 130
5.1 容錯永磁同步電機模型 130
5.2 容錯永磁同步電機矢量復合控制 133
5.2.1 含旋轉(zhuǎn)變換的轉(zhuǎn)速復合控制器 133
5.2.2 含前置濾波的相電流復合控制器 134
5.3 容錯永磁同步電機電流相位控制機理 135
5.3.1 容錯永磁同步電機動力學特征 135
5.3.2 容錯永磁同步電機單相通電時運行特性 136
5.3.3 容錯永磁同步電機正交兩相通電時運行特性 140
5.3.4 負載對相位角的影響 141
5.4 電流相位自適應(yīng)復合控制策略 142
5.4.1 自適應(yīng)前饋補償器設(shè)計 142
5.4.2 電流相位復合控制器設(shè)計 144
5.4.3 內(nèi)功率因數(shù)角的容錯檢測方法 147
參考文獻 149
第6章 機電作動系統(tǒng)工程設(shè)計實例 150
6.1 主要技術(shù)指標 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 電機關(guān)鍵參數(shù)計算 152
6.3 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 153
6.3.1 機械總體結(jié)構(gòu) 153
6.3.2 傳動機構(gòu)設(shè)計 154
6.4 驅(qū)動控制器設(shè)計 156
6.4.1 控制器 156
6.4.2 驅(qū)動器與電源濾波器 157
6.5 作動系統(tǒng)控制律設(shè)計 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)計方法 180
6.5.5 結(jié)論及實測結(jié)果 185
參考文獻 188
第7章 作動系統(tǒng)特征模型及其故障診斷 189
7.1 作動系統(tǒng)特征模型 189
7.1.1 作動系統(tǒng)速率飽和對輸出的影響 189
7.1.2 負載擾動對作動系統(tǒng)輸出的影響 190
7.1.3 系統(tǒng)特征建模機理 192
7.1.4 建模誤差分析 194
7.2 故障檢測器 195
7.2.1 故障檢測器設(shè)計 195
7.2.2 故障檢測方法 197
7.3 仿真驗證與試驗測試 199
7.3.1 仿真驗證與結(jié)果分析 199
7.3.2 實測驗證與結(jié)果分析 202
7.4 總結(jié) 206
參考文獻 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)電壓矢量作用時間 217
參考文獻 221