导读:本文包含了舵机加载论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:舵机,上位机,C++Builder,变形测量
舵机加载论文文献综述
屈建玮[1]（2019）在《舵机温度场加载及测试实验系统软件设计》一文中研究指出舵机是用于自动驾驶操作飞行设备转动的一种部件,属于一种高精度的位置或者角度伺服驱动器。在飞行器运行过程中,由于与空气摩擦产生热量,以及自身进行姿态控制时会产生径向以及纵向的力,舵机实际上处于一种高温、大弯矩、扭矩的环境,在这种环境下工作对于舵机的机械性能是一个重大考验。本文的主要目的就是设计一套实验系统来模拟舵机受到的高温、大弯矩、大扭矩环境,并对舵机壳体以及轴向的变形量进行测量,从而保证舵机机械性能满足使用。本文在硬件电路及机械结构设计完成的条件下,设计并实现了系统软件。本文首先对系统进行需求及可行性分析,并对上位机软件实现方案进行讨论。并对系统整体设计方案及上位机软件框架进行设计,并基于C++Builder实现软件各项功能。其次、本文对温度场加载、变形量测量及力矩加载模块原理及算法进行介绍。针对温度加载系统遇到的问题进行分析,并设计控制器进行校正。对变形量测量过程数据处理方法进行研究,并对测量过程中遇到位移传感器温度漂移问题给出解决方案。此外还对弯矩加载及扭矩加载流程进行设计。然后,在上位机软件需求分析及软件框架的基础上,设计了串口通讯及网络通讯的底层基本类,结合多线程技术实现了数据采集及指令交互各项功能。设计了数据库基本类实现与数据库交互的各项功能,并介绍了数据库各个表功能及结构。设计了配置文件类实现对初始化配置的各项功能。在底层基本类的基础上设计实现各个功能界面类,并结合底层基本类提供的方法实现各项功能。之后讨论了多线程工作过程中线程之间通信方式,并设计自定义消息协议。为便于调试,设计开发了模拟下位机软件,结合上位机软件进行联合测试工作。最后,在整个系统软件硬件设计完成后,我们对整个系统进行大量的测试与调试工作,最终达到项目要求,满足要求的各项精度。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
熊雄[2]（2019）在《基于模糊PID的直线舵机力加载系统研究》一文中研究指出直线舵机力加载器是一种模拟飞行器在空中飞行时舵面所承受的空气阻力产生的动载荷的力加载机构,是一种十分典型的被动式力加载伺服控制系统。基于国内外对模拟力加载系统的研究和国防工业对力加载器的需求,本文研制出一套叁通道的直线舵机力加载测试系统,并针对加载伺服系统的机械结构、软硬件控制系统及模糊PID算法进行了优化,以有铁芯直线电机作为动力驱动元件,模拟了风阻给舵机加载四种动载荷的测试研究。首先,分析了控制系统的加载方式和控制方式,研究了直线舵机力加载系统的关键技术,提出了叁通道加载系统的机械结构、系统的组成和系统的工作原理;建立了数学模型,分析了直线舵机力加载系统的硬件和软件结构,并优化了机械结构和控制系统结构;通过在Codesys环境下的编程和调试,优化了软件系统的结构,设计了主程序、点动模块、力闭环模块程序。其次,分析了直线电机的结构与工作原理,结合SVPWM控制方法优化了直线电机的数学模型,并采用MATLAB/simulink进行仿真模型的搭建,引入了虚拟轴的随动控制策略,设计了一种虚拟轴的虚实映射计算算法,并通过虚拟轴来控制实轴运动作为系统的输入量,保证系统稳定、安全、高精度的运行。针对传统PID控制无法满足此系统的高精度加载要求,设计了一种模糊PID算法的控制器来使系统具有良好的抗干扰性和优良的跟踪性能,并且通过仿真模拟测试了阶跃信号、线性信号、正弦信号下的力加载,验证了此系统中模糊PID算法的控制性能明显优于传统PID。最后,以直线舵机为承载对象,利用有铁芯直线电机、力传感器、光删尺等元件搭建了力加载控制系统的实验平台,并通过伺服系统的动态联调实验,在直线舵机做往复运动的情况下,测试了恒力加载、线性力加载、静力加载、正弦力加载这四种模式下的实验,系统的力跟随响应时间为100ms~300ms之间优于技术指标,验证了此系统的动态加载性能,能够满足抗干扰能力强、无抖动、跟踪性能强、消除多余力的要求。(本文来源于《湖北工业大学》期刊2019-05-01）
许建元[3]（2018）在《舵机性能测试系统中的加载控制技术研究》一文中研究指出舵机被广泛应用于火箭、飞机和船舶等航行器,是航行控制系统的执行机构,其性能的优劣直接影响航行器的航行控制。舵机性能测试系统用于测试舵机性能是否满足设计要求,其加载控制精度是影响测试结果的最主要因素。如何提高加载控制精度是舵机性能测试系统研究的核心。目前已有的研究中大都采用“控制-检测反馈-控制”的模式进行加载控制,这种模式在舵机运动对加载控制影响较低的场合精度尚可,然而在舵机运动对加载控制的影响较大的情况下,其控制精度难以满足测试要求。为进一步提高舵机性能测试系统中的加载控制精度,本课题在提出将电动式加载系统与舵机系统进行同步控制的基础上,对舵机正弦运动和阶跃运动下的加载控制技术进行研究。分析了舵机性能测试系统的结构与工作原理,总结了现有的加载系统控制模型,将其分为单输入单输出模型、双输入单输出力矩耦合模型以及双输入单输出位置耦合模型叁种。从理论分析和数学模型推导两方面,阐述上述叁种模型的相似性及其不合理性,并对双输入单输出的位置耦合模型进行了修正,使其更符合舵机性能测试系统的实际情况。在对系统进行动力学行为分析的基础上,定义了舵机性能测试系统中的主动负载与被动负载,并证明了舵机性能测试系统中加载系统的力矩传递函数发生了改变,这种变化是影响加载控制精度的因素之一。通过数学模型分析得出被动负载是影响加载控制精度的另一个因素。分析了加载系统转动惯量对被动负载的影响,提出了将舵机性能分段测试以提高加载控制精度。分析了加载系统延迟对加载控制精度的影响,提出将舵机系统与加载系统进行同步控制,通过理论推导得出在同步控制系统中采用具有预测功能的控制策略能够更好地抑制舵机运动引起的力矩变化,从而提高加载控制精度。在分析了舵机正弦运动下加载控制的特点的同时,指出控制指令计算与加载系统的响应滞后是影响加载控制精度的主要原因。针对该问题,提出了一种改进的广义预测控制(Improved generalized predictive control,IGPC)。该方法充分利用了已知的舵机位置输入,预估未来某时刻舵机运动对负载的影响,并通过相位系数q调整期望值,将未来时刻的理想负载力矩作为当前时刻的期望值,用于抵消响应滞后带来的影响。分析了IGPC的鲁棒性、稳定性以及各参数对控制性能的影响。分析了舵机阶跃运动过程中的加载状态变化过程,得出当加载状态从临界加载向其它加载状态转化时,会产生大幅波动或冲击。通过理论分析寻找到一条临界加载状态最少的加载状态转换路线。针对舵机阶跃运动下的加载控制具有高频、快速、短时间等特点,导致以往的控制策略失效的问题,提出了一种指令优化的开环同步程序控制。该方法中电流和力矩均采用开环控制,以辨识的虚拟系统代替实际系统进行控制指令离线反复优化,以实现最优控制的目的。在舵机阶跃运动下采用指令离线优化的开环同步程序控制能够有效地抑制加载过程中负载力矩中的冲击和大幅波动。建立了舵机性能测试系统的仿真模型,对舵机正弦运动下的IGPC、GPC、VSC、FAPID、RPID以及PID策略进行了仿真对比。搭建了同步控制的舵机性能测试系统,并以此作为试验平台,对舵机正弦运动下的IGPC进行了试验验证并将其与VSC进行了实验对比。同时对舵机阶跃运动下的开环同步程序控制进行了实验验证。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-09-01）
税洋,尉建利,闫杰[4]（2018）在《基于模型参考自适应控制的舵机加载系统研究》一文中研究指出电动负载模拟器可以模拟飞行器飞行过程中舵机承受的铰链力矩,是舵机测试和半实物仿真的关键设备之一。根据电动负载模拟器的组成及工作原理,建立了被控对象的参考模型,基于Narendra模型参考自适应控制理论,设计了力矩控制的模型参考自适应控制系统,在考虑舵机较大阶跃扰动的情况下,对加载系统进行了数字仿真,结果表明模型参考自适应控制方法将加载系统带宽从20 Hz提高到30 Hz,实现了电动负载模拟器的快速、高精度控制,验证了该控制策略的有效性。(本文来源于《西北工业大学学报》期刊2018年02期）
王际涛[5]（2018）在《舵机模拟负载测试系统加载控制模型的研究》一文中研究指出舵机负载模拟系统是进行飞行器地面半实物仿真的主要设备之一,它可以模拟舵机在飞行中的受力状况,对其性能进行反复的测试和实验,获得实验数据,并据此判断其性能的优劣,以期进行重新设计和改进达到飞行器总体对舵机系统的技术指标要求。因此负载模拟器性能的高低直接关系到仿真和测试实验的可靠性和置信程度,是保证航空、航天型号产品和武器系统精度和性能的基础。针对如何提高负载模拟器加载性能这一问题,国内外大多数学者都将研究重心放在减小多余力的上面。本文针对摩擦力矩加载精度不高和加载过程中出现的波动和时间滞后问题,将从分析和研究摩擦力矩加载过程中的摩擦机理出发,采用实验探究和PID控制相结合的方法,最大限度的提高摩擦力矩加载的稳态性能和动态性能。为此,本文主要进行以下工作:首先,针对摩擦力矩的加载方式和计算方法进行说明。分析了摩擦力矩加载过程中摩擦力的静态特性和动态特性对系统低速性能的影响,并进一步通过实验探究了低速时摩擦系数随加载液压缸压力的变化关系,利用曲线拟合的方法得出了不同压力下的摩擦力矩补偿经验公式,为下一步组建摩擦力矩补偿控制模型和实验验证做准备。然后运用传递函数法建立加载系统的数学模型,并将力矩补偿经验公式加入到数学模型中组成摩擦力矩补偿控制模型,然后进行仿真。又运用微分方程积分模块法建立了系统的摩擦力矩补偿控制模型,通过仿真验证了第一种建模方法的可行性。仿真结果表明力矩补偿经验公式提高了系统的控制精度。但是针对系统出现的波动和响应滞后问题,将PID调节器加入到控制模型中,运用临界比例法整定PID控制器参数,通过比较P控制器、PI控制器和PID控制器仿真结果得出PI控制器能更有效的提高系统的稳定性、动态性能和稳态性能。最后进行摩擦力矩加载实验,首先通过实验验证摩擦力矩补偿控制模型的正确性,确实提高了力矩加载精度,但是摩擦力矩加载过程中出现的波动和滞后问题并没有得到解决,为此,将PID控制器模块加入到PLC控制系统中,然后进一步通过实验探究经过摩擦力矩补偿和PID控制器调节后系统各方面性能的影响。总之,运用摩擦力矩补偿和PID控制相结合的方法提高了系统的加载性能。(本文来源于《辽宁科技大学》期刊2018-01-15）
李倩,吴亮,田建升[6]（2017）在《舵机加载试验系统设计与实现》一文中研究指出为验证飞机舵机装机前的性能指标,设计了一套基于模糊PID控制理论的电动舵机加载试验系统。依据舵机加载系统连接构成,建立了加载系统数学模型,并利用Simulink仿真工具对系统进行了仿真分析。结果表明,控制算法采用模糊PID能够更精确于舵机的性能检测。(本文来源于《航空科学技术》期刊2017年12期）
张东[7]（2017）在《直线舵机模拟力加载器研究与开发》一文中研究指出直线舵机模拟力加载器是实验室半实物仿真的一种重要设备仪器,主要用于模拟飞行器的直线舵机在飞行过程中舵面所受的空气阻力载荷,是一种较为典型的被动力伺服控制系统。本课题在选用直线电机作为加载机构的前提下,以直线舵机模拟力加载器系统为研究对象,对系统特性进行建模仿真研究,为解决直线舵机主动运动时系统多余力的关键问题,满足加载器控制精度要求,基于国内外模拟力加载器控制策略、分类和产品研究现状的分析,采用PID算法和前馈补偿法相结合的复合控制策略,构成加载器系统复合控制器。本文首先讲述加载器总体方案设计:系统工作原理、组成结构及主要元器件选择,随后对系统加载机构、负载机构和力传感器分别进行数学建模。控制系统在开环下仿真分析特性之后,采取电流环和力闭环双闭环伺服反馈,根据系统特性曲线bode图,得出静态、动态特性加载误差和稳定性达不到控制要求。分析系统多余力产生机理,采用复合控制策略抑制多余力,引入PID控制器减小系统稳态误差和震荡,能对输出力的趋势进行预测,加强舵机运动对电机输出力的干扰反馈,使加载实际值更加接近目标值、加快系统响应速度。同时加入前馈补偿控制器来抵消舵机扰动产生的多余力,最后在MATLAB上对系统控制器进行性能仿真,对比仿真数据验证加载器控制系统达到控制精度要求,从理论上完成加载器控制系统的研究。针对加载器多余力干扰和系统快速响应特性,设计双闭环伺服控制及复合控制器。根据加载器技术指标要求,设计加载器试验台的机械结构,绘制加载器加载机构和负载机构的叁维结构图,对工控机、输入输出数据采集板卡、拉压力传感器、位置传感器、直线电机及其驱动器等元器件选型,电路图模块接口线路功能设计,完成硬件电路平台搭建,实现工控机硬件上的控制功能。在labwindows软件平台上编写程序进行工控机软件界面设计和数据通信,实现软件上控制功能。加载器样机完成后,调试系统参数,试验测试加载器性能,最终满足技术指标要求,完成整体加载器试验台设计研发课题。(本文来源于《湖北工业大学》期刊2017-05-27）
段勇[8]（2017）在《船舶舵机试验台电液伺服加载系统控制性能研究》一文中研究指出船舶舵机试验台是测试舵机受载性能的试验装置,其功能是模拟舵机的舵叶在运动到不同角度时所受到的力矩,并将此力矩实时地施加于舵叶,从而检测出舵机的技术性能指标。该试验台能将舵机在实际工况下的全实物试验转化为实验室条件下的半实物仿真,可以达到缩短研制周期,降低研发成本,提高可靠性和稳定性的目的。随着船舶工业的不断发展,对高性能船舶舵机试验台的需求越来越迫切。但试验台加载系统属于典型的被动式电液力矩控制系统,在舵机的位置干扰下会产生巨大的多余力矩,从而严重影响加载性能和跟踪精度。如何最大限度的消除多余力矩,提高负载试验台加载控制性能,一直是当前国内外学者研究的重点和难点。(1)在查阅大量文献的基础上,本文综述国内外电液伺服加载系统的研究现状,分析了消除多余力矩不同方法的优缺点,确定了本文的研究方向。(2)指出了船舶舵机试验台的结构原理,并根据液压系统原理图分析其工作过程;建立电液伺服加载系统和电液比例位置系统的数学模型,求解将两者之间的耦合关系后建立总体液压系统数学模型。选取并计算相关参数,对加载和位置系统无扰和有扰情况下的频率响应特性进行理论分析,为舵机试验台的加载性能控制方法的提出提供了理论基础。(3)随后从阀控液压动力元件的工作原理出发,本文揭示了多余力矩的产生机理及其本质特征,分析了多余力矩的影响因素和消除方法。在采用结构不变性补偿方法消除多余力矩的基础上,针对其不足提出了改进的前馈补偿方法,以提高加载精度,改善试验台的动态加载性能。(4)然后基于PID控制和模糊控制提出了模糊PID控制,以充分发挥两者的优势,最大限度的改善试验台加载系统和位置系统跟踪任意指令的能力。(5)最后利用Matlab/simulink软件对加载和位置系统无扰时域响应、有扰时加载系统多余力矩、结构不变性补偿和前馈补偿消除多余力矩效果、整体液压系统性能曲线进行仿真。仿真结果表明,采用前馈补偿消除多余力矩和模糊PID控制保证静态跟踪性能有效可行,改进后试验台的性能曲线能够满足要求。本文所研究的内容为船舶舵机试验台的设计和研制提供了理论基础。同时文中提出的方法和得出的结论对于其他被动式加载系统同样适用。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2017-04-01）
周盛春[9]（2016）在《基于飞机舵机加载测试平台的多余力抑制方法研究》一文中研究指出飞机在空中按轨迹飞行是靠舵机带动舵面偏摆校正航向来实现的。舵机作为加载系统的执行结构,直接关系到系统的跟踪精度。目前对于电动加载系统研究仍处于起步阶段,特别是对于多余力矩的抑制或消除成为关键技术难点,仍然需要进行深入的研究攻坚。本文结合国内外学者对于多余力的研究方法,基于飞机舵机加载测试平台对电动加载系统(负载模拟系统)多余力的抑制或消除从硬件结构和控制策略上进行研究。根据加载控制系统的结构及运动特点,分析并提出了结合负载观测器的滑膜变结构控制方法。电动舵机伺服系统作为飞行控制系统的执行机构,是联系飞行控制指令和操纵元件的设备,由于环境条件的复杂性和模型特性参数的不确定性,很难得到被控对象的精确数学模型,对象不确定性给伺服系统的参数优化也带来许多困难。设计了一种基于MATLAB的电动舵机伺服系统参数辨识的方法,结合电动舵机伺服系统原理特性,在分析系统动力学模型的基础上,确定系统模型分析方案。针对辨识所得模型,进行基于负载观测器的控制器设计和参数的优化,利用MATLAB优化设计工具箱实现了控制律参数的自动调节,并结合滑膜变结构控制的特点从控制策略上对系统进行研究。实现以TMS320F2812 DSP作为控制器核心,利用LabWindows/CVI与MATLAB的混合编程设计了系统上位机。最后针对电动加载系统性能指标,对整个加载系统进行了实验验证。实验结果表明,文中设计的整套控制方案切实可行,实验波形比较理想,电机运行可靠,各项性能指标均能达到系统的设计要求。(本文来源于《中国民航大学》期刊2016-05-03）
董科锐[10]（2016）在《基于伺服驱动器的舵机加载系统复合控制研究》一文中研究指出电动加载技术是负载仿真领域的新研究方向,也是舵机加载系统的关键技术。电动加载系统具有响应速度快、稳定性好、成本低等优点,这为其广泛应用提供了坚实的基础。电动加载系统不仅广泛应用于航空航天领域,而且在数控机床、机器人等工业领域也有着重要的应用价值。因此,研究基于伺服驱动器的舵机加载系统,取得一些具有实用价值的研究成果,无疑具有重要意义。本文以基于伺服驱动器的加载系统为研究对象,以尽可能提高扭矩输出精度和系统稳态精度为目标,对舵机电动加载控制系统进行了设计及优化。采用模糊控制器和重复控制器并联的复合控制方法,使电动加载系统具有良好的动静态响应和鲁棒性,满足了舵机测试系统的工程需求。其研究内容和研究成果如下：(1)确定了伺服驱动器的方案,介绍伺服控制器的工作原理及使用方法,基于Labview软件平台,编写电机控制及舵机运动程序；(2)介绍舵机测试系统及电动加载系统的工作原理,根据其工作原理,建立伺服电机及其它环节的数学模型,最后建立了电动加载系统模型；(3)分析加载系统性能,有助于对加载系统控制特性进行深入研究。基于伺服控制器的使用,设计模糊控制器,利用模糊控制器对PID参数进行在线整定,提高系统跟踪精度；通过Matlab/Simulink仿真实验,得到加载系统跟踪及误差曲线。仿真结果表明,模糊控制系统相比PID控制系统,稳态误差下降了一个数量级,跟踪精度得到了提高,加载系统控制性能得到了改善；(4)针对模糊控制加载系统的局限性,引入了基于内模原理的重复控制器,它可以对周期性的干扰进行无差调节,从而使系统具有良好的动静态性能。再将模糊控制器和重复控制器并联后加入原电动加载系统模型中,用Matlab/Simulink仿真,得到加载系统跟踪及误差曲线。仿真结果表明,复合控制下加载系统稳态误差小,跟踪精度高,抗干扰性好。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-01）
舵机加载论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
直线舵机力加载器是一种模拟飞行器在空中飞行时舵面所承受的空气阻力产生的动载荷的力加载机构,是一种十分典型的被动式力加载伺服控制系统。基于国内外对模拟力加载系统的研究和国防工业对力加载器的需求,本文研制出一套叁通道的直线舵机力加载测试系统,并针对加载伺服系统的机械结构、软硬件控制系统及模糊PID算法进行了优化,以有铁芯直线电机作为动力驱动元件,模拟了风阻给舵机加载四种动载荷的测试研究。首先,分析了控制系统的加载方式和控制方式,研究了直线舵机力加载系统的关键技术,提出了叁通道加载系统的机械结构、系统的组成和系统的工作原理;建立了数学模型,分析了直线舵机力加载系统的硬件和软件结构,并优化了机械结构和控制系统结构;通过在Codesys环境下的编程和调试,优化了软件系统的结构,设计了主程序、点动模块、力闭环模块程序。其次,分析了直线电机的结构与工作原理,结合SVPWM控制方法优化了直线电机的数学模型,并采用MATLAB/simulink进行仿真模型的搭建,引入了虚拟轴的随动控制策略,设计了一种虚拟轴的虚实映射计算算法,并通过虚拟轴来控制实轴运动作为系统的输入量,保证系统稳定、安全、高精度的运行。针对传统PID控制无法满足此系统的高精度加载要求,设计了一种模糊PID算法的控制器来使系统具有良好的抗干扰性和优良的跟踪性能,并且通过仿真模拟测试了阶跃信号、线性信号、正弦信号下的力加载,验证了此系统中模糊PID算法的控制性能明显优于传统PID。最后,以直线舵机为承载对象,利用有铁芯直线电机、力传感器、光删尺等元件搭建了力加载控制系统的实验平台,并通过伺服系统的动态联调实验,在直线舵机做往复运动的情况下,测试了恒力加载、线性力加载、静力加载、正弦力加载这四种模式下的实验,系统的力跟随响应时间为100ms~300ms之间优于技术指标,验证了此系统的动态加载性能,能够满足抗干扰能力强、无抖动、跟踪性能强、消除多余力的要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
舵机加载论文参考文献
[1].屈建玮.舵机温度场加载及测试实验系统软件设计[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].熊雄.基于模糊PID的直线舵机力加载系统研究[D].湖北工业大学.2019
[3].许建元.舵机性能测试系统中的加载控制技术研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[4].税洋,尉建利,闫杰.基于模型参考自适应控制的舵机加载系统研究[J].西北工业大学学报.2018
[5].王际涛.舵机模拟负载测试系统加载控制模型的研究[D].辽宁科技大学.2018
[6].李倩,吴亮,田建升.舵机加载试验系统设计与实现[J].航空科学技术.2017
[7].张东.直线舵机模拟力加载器研究与开发[D].湖北工业大学.2017
[8].段勇.船舶舵机试验台电液伺服加载系统控制性能研究[D].武汉理工大学.2017
[9].周盛春.基于飞机舵机加载测试平台的多余力抑制方法研究[D].中国民航大学.2016
[10].董科锐.基于伺服驱动器的舵机加载系统复合控制研究[D].大连理工大学.2016
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