基于双级式DDV作动器的伺服控制系统设计.pdf

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1、第45卷第9期电力电子技术Vo1．45，No．92011年9月PowerElectronicsSeptember2011基于双级式DDV作动器的伺服控制系统设计谢奕胜，李小民，韩志华(西安飞行自动控制研究所，陕西西安710065)摘要：阐述了直接驱动阀(DDV)作动器的工作原理与特点，提出了以DSP和FPGA为管理核心的多闭环控制系统，确立模拟实时闭环控制并以数字监控管理的伺服控制方案，建立作动器仿真模型，确定了回路参数。结合工程实践，对关键功能电路进行阐述；分析了数字系统功能单元，并给出了软件管理流程图，最后给出了原理样机的试验结果。关键词：作动器；数字信号处

2、理；伺服控制系统中图分类号：V249．122文献标识码：A文章编号：1000-100X(2011)09-0029—03TheDesignofSevoControlSystemForDual·stageDDVActuator’XIEYi．sheng。LIXiao—min，HANZhi．hua(用fAutomaticControlResearchlnstit“，Xi’帆710065，China)Abstract：，I1leprincipleandcharacteristicsofdirectdrivevalue(DDV)actuatorisexpatiated，am

3、ultiplyclosedloopcontrolsystemschemebasedonDSPandFPGAisoferd．Theclosedloopsisrealizedbyanalogcircuitwhichisreal—timeandthedigitalcircuitworkasmonitororprocessor．Theappropriateparametersselectedbyemulatingmakesurethatthesystemissuperperformance．Someofcircuitisemphasizedwhichiscruciali

4、nproject．Thenshowthesoftwareflowchartwhichdigitalsystemwork．Theexperimentalresultsoftheservosystemarecompleted．Keywords：actuator；digitalsignalprocessing；servocontrolsystem1引言器实现了双级电气四余度、机械液压二余度，具有壁孔式回中功能，很好地保证了作动器可靠工作。作动器伺服分系统是各种飞机实现飞行姿态当作动器正常工作时，控制信号驱动DDV1力马和飞行轨迹控制的关键飞行控制系统之一．其性达。使得

5、第一级直接驱动阀阀芯运动，而阀芯运动能的优劣直接决定了飞机的整体性能，如机动性、产生的控制压差推动DDV2的阀芯运动，DDV2分可靠性、战伤生存力等【1．2】。在国外，基于DDV式作配的负载流量经过模态选择回中阀。分别作用于动器的伺服控制已在多个先进机型中得到应用。双腔串联式作动筒的两腔，推动作动筒运动。在如F一18，F一22，B一2等。作为先进飞机标志性特点DDV2及作动筒上分别装有四余度LVDT形成内之一的超音速巡航。要求伺服作动器能够提供巨外回路的位置闭环控制。大的铰链力矩，同时，先进飞机向着高机动性、高该作动筒为串联双腔作动筒，作动器采用直集成度、智能化

6、、多余度方向发展，因此。对于作动线位移力马达直接驱动阀芯．从原理上大大降低器控制系统的合理设计也提出了更高要求。了静态泄漏，具有明显优点【。其中力马达采用稀在此首先分析了双级DDV式作动器的特点．土永磁材料和小惯性的铁心．这样能够提供很大针对作动器提出完整的伺服控制系统方案．设计的输出力．并满足高响应与高频带的要求。出伺服系统的闭环多回路控制结构。然后对闭环回路进行仿真，并对关键功能进行了详细阐述，通3伺服控制系统方案设计过工程样机试验验证了方案的可行性与正确性。控制系统按照硬件与功能关系。主要由以下几部分组成：伺服控制系统采用RS一422总线接收2DDV式作动

7、器的工作原理与特点来自飞控计算机的指令：采用A3P1000型FPGA在此控制对象为双级DDV式作动器。该作动实现对伺服回路的逻辑控制及其故障监控．完成DDV式作动器工作模态的切换及ADC和DAC的定稿日期：2011—03—2l转换控制：系统采用DSPSMJ320F240HFPM40来进作者简介：谢奕胜(1978一)，男，江西于都人，工程师，研究行控制律解算，在固定任务周期内．完成周期任务方向为伺服控制电子。调度功4】：CPLDCY37256接受FPGA的监控量，29矛q]蚕昂制电力电子技术Vo1．45，No．92011年9月PowerElectronicsSep

8、tember2011完成