● 摘要
随着现代飞机的不断发展,飞机对高速、超机动性能、有效载荷大以及节能等各个方面的需求都显著增加,这也对机载液压系统提出了更高的要求。为了提高飞机的生存能力和能量利用率,飞机总体设计愈加要求机载液压系统既要做到质量轻、体积小,又要做到功率大、可靠性高,促使机载液压系统沿着高压化、大功率、变压力、智能化、集成化、多余度的方向发展。高压力大功率化的机载液压系统可以利用智能变压力泵源系统来实现智能变压力控制,使其能够根据不同飞行状态的需求进行无级的压力调节和流量调节,从而减少机上无效功率的产生、降低系统的发热量。
本文分析了机载智能泵源系统特点,针对其特点设计了智能泵源系统控制器,并对机载智能泵源系统的工作模式切换策略和控制方法进行了研究。围绕这一核心,本文主要展开了以下四个方面工作:
(1) 根据飞机对机载液压系统的需求总结出智能泵源系统的工作任务,并根据其工作任务总结出智能泵源系统与飞控计算机的信息交互关系。之后本文根据信息交互关系确定了智能泵源系统的工作流程,并对智能泵源系统压力、流量、功率和负载敏感四种工作模式的适用情况进行了总结。同时本文使用LabView与AMESim对新设计的智能泵源系统进行联合仿真,以确定智能泵源系统总体方案的可行性;
(2) 根据智能泵源系统的总体工作任务分解出智能泵源系统控制器的工作任务,并根据控制器的工作任务确定了智能泵源系统控制器的整体结构,之后根据控制器整体结构设计具体的电路原理图。同时,本文还根据智能泵源系统控制器的工作任务确定了控制器的工作流程并编程实现,之后确定了泵源系统实验上位机的工作流程并使用LabView/CVI编写了上位机程序;
(3) 基于飞机的飞行任务剖面提出了泵源系统的工作周期任务剖面,并根据飞行任务剖面和工作周期剖面的特点对智能泵源系统的切换规律进行研究。之后本文提出了两种智能泵源系统闭环控制方法:传统PID算法与模糊自整定PID算法,并对两种算法的设计过程进行了说明;
(4) 设计了智能泵源系统实验平台,并针对智能泵源系统的压力模式和流量模式进行了多组实验,之后的实验结果进行了分析说明,以验证智能泵源系统的性能。
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