平尾作动器控制系统设计及安全性评估
Control System Design And Safety Assessment for The Actuator of Horizontal Tail
广泛采用机电作动系统是多电/全电飞机系统的重要特征.机电作动系统是飞机操纵系统的关键执行机构,因此对机电作动系统提出较高的要求.无刷直流电机因其具有结构简单、功率大、优良调速性能等优点已经在到机电作动系统中广泛采用.民用飞机系统设计的最重要的要求是安全性,在民用飞机系统的研发过程中必须进行安全性评估等分析手段以表征系统设计满足安全性要求.机电作动系统具有非线性、多变量和强耦合的特点,传统的控制方法如经典PID控制效果不够理想.为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,本文设计了机电作动器的自抗扰控制方案,并对控制方法、系统实现等方面开展了深入研究.数值仿真结果表明,提出的控制器表现出较强的鲁棒性,能够有效抑制负载变化和不确定性扰动,满足系统对快速性和准确性的要求.本文研究了自抗扰控制方法的基本理论,对构成自抗扰控制器的三部分:跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈律进行了论证工作,并重点探究了离散化算法以及参数整定问题,通过仿真实验测试控制器性能.民用飞机设计的第一准则是安全性,系统安全性评估是一种用于表明对适航条款以及系统安全性符合性的系统化方法.本论文首先简要描述了系统安全性评估的相关概念,论证了相关安全性指标,然后重点介绍了故障树(Fault Tree Analysis,FTA)等安全性评估方法以及相关安全性评估过程.最后以水平安定面为研究对象进行了机电作动系统的安全性评估工作,重点分析了由机电作动器机械卡阻导致的失效,验证系统设计符合安全性指标和要求.
- 作者：
- 王飞
- 学位授予单位：
- 中国民航大学
- 专业名称：
- 安全工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 杨建忠
- 中图分类号：
- V249.1
- 关键词：
- 机电作动系统；自抗扰控制技术；系统安全性评估；故障树
- EMA; ADRC; System Safety Assessment; FTA;