● 摘要
未来飞机将向高机动性、超高速及大功率方向发展，一方面要求飞机液压系统朝着高压化、大功率、智能化、集成化等方向发展，然而传统飞机液压作动系统的重量重，高压时效率低，散热等问题日益严重，不可忽视；另一方面，新型材料、新型电动机控制技术、控制理论、微处理器技术和先进制造技术等的发展为研制飞机新型电动作动器创造了条件，使得机电作动器的研究具有重要的理论意义与实用价值。 本课题对采用永磁同步电动机(PMSM)的交流调速方案的机电作动器控制系统进行了比较深入的探讨。并基于TI公司TMS320F2812型号电机控制专用数字信号处理器（DSP）进行了全数字化的控制系统设计，对控制系统的软硬件进行了开发。主要工作内容如下： 首先本文在分析永磁同步电动机矢量控制原理及数学模型的基础上，建立了机电作动系统基于Matlab/Simulink的数学模型。之后重点针对控制系统设计关键技术之一的SVPWM技术原理进行了比较详细的论述。鉴于永磁同步电动机控制系统的高阶，非线性等特点，讨论了工业界最常用常规PID控制器的设计以及不依赖系统精确数学模型的速度模糊PID控制器设计，并基于两种控制器的仿真结果进行了相应的控制性能比较，证实了采用速度模糊PID控制的电机子系统低速转矩脉动明显减小。 其次介绍了控制系统软硬件的结构，原理及设计方法。其中硬件设计主要包括主电路设计和控制电路设计，控制电路设计又包括电机电流检测电路、电机转子角位置及转速检测电路，系统保护电路及其他辅助电路设计。软件设计重点介绍了系统主程序及SVPWM中断服务子程序的设计任务及方法。其中SVPWM中断服务子程序又分别对电流采样模块、电机转子角位置及转速计算模块、坐标变换模块及SVPWM模块进行了详细的论述，给出了相应的流程图。 最后基于所设计的控制系统软硬件进行了相应的调试和实验研究，结果进一步表明了系统设计的正确性与可用性。