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1绪论1

1.1未来战斗机对机载作动系统的要求1

1.2未来战斗机液压作动系统的主要发展方向2

1.3液压节能技术的发展概述5

1.3.1液压系统效率分析5

1.3.2液压系统节能措施6

1.3.3机载液压系统节能技术6

1.4功率电传机载作动系统的研究现状10

1.4.1功率电传作动器设计研究计划10

1.4.2EPAD研制的三种典型的作动器10

1.4.3国外研究机构的研究现状12

1.4.4国内研究现状及关键技术14

参考文献16

2智能泵结构形式及实现模式研究23

2.1机载液压系统对智能泵源提出的要求23

2.2智能泵与飞控系统的关系26

2.3智能泵结构形式选择29

2.3.1智能泵主要结构形式29

2.3.2智能泵结构方案31

2.4智能泵实现模式34

2.4.1排量调节模式34

2.4.2转速调节模式35

2.4.3转速—排量复合调节模式36

2.5智能泵源试验系统的总体方案37

2.6本章小结40

参考文献41

3驱动系统结构及其静动态特性分析43

3.1泵源驱动系统的形式43

3.2智能泵源驱动系统方案45

3.2.1泵控液压马达速度伺服系统46

3.2.2阀控液压马达速度伺服系统48

3.2.3阀泵联合控制液压马达速度伺服系统51

3.2.4方案比较54

3.3电液速度伺服系统静态特性分析55

3.3.1串联阀控液压马达速度伺服系统55

3.3.2并联阀控液压马达速度伺服系统60

3.4电液速度伺服系统动态特性分析65

3.4.1串联阀控液压马达速度伺服系统65

3.4.2并联阀控液压马达速度伺服系统72

3.5电液速度伺服系统静动态特性比较79

3.6本章小结81

参考文献81

4功率电传作动系统方案研究及系统建模仿真84

4.1电机—泵复合控制作动器的建模84

4.1.1无刷直流电机的建模与仿真84

4.1.2变量泵伺服变量机构的建模及仿真89

4.1.3电机—泵复合控制作动系统的建模93

4.2电机—泵—阀复合控制系统的数学模型建立及理论分析94

4.2.1电机—泵—阀复合控制并联式作动系统的组成及工作原理95

4.2.2电机—泵—阀并联式复合控制作动系统数学模型的建立96

4.2.3电机—泵—阀并联式复合控制作动系统的仿真研究98

4.3本章小结105

参考文献106

5电机—泵复合控制作动系统的相乘非线性研究107

5.1非线性控制方法107

5.1.1非线性控制的古典方法107

5.1.2非线性的现代控制方法108

5.2非线性系统的线性化和最优二次型基本理论111

5.2.1非线性系统的线性化理论111

5.2.2最优控制的基本理论115

5.3基于反馈线性化的最优控制在电机—泵复合控制作动系统中的应用118

5.3.1电机—泵复合控制系统的仿射非线性方程建立119

5.3.2仿射非线性系统的相对阶、线性化和零动态121

5.3.3反馈控制器的设计及其稳定性125

5.3.4运用二次型设计状态反馈控制器128

5.3.5系统仿真129

5.4本章小结131

参考文献131

6电机—泵复合系统的协调控制134

6.1粒子群优化算法的基本理论135

6.1.1算法思想135

6.1.2PSO算法的收敛性分析139

6.1.3PSO算法流程140

6.1.4基于MATLAB的算法流程140

6.1.5PSO算法的应用144

6.1.6实例145

6.2PSO算法的改进147

6.3电机—泵复合系统的协调控制150

6.3.1电机—泵复合系统的模糊控制150

6.3.2电液复合系统的建模151

6.4粒子群算法优化电液复合作动系统154

6.4.1适应度函数154

6.4.2约束条件155

6.4.3PSO算法步骤155

6.4.4仿真分析156

6.5基于粒子群算法的电机—泵复合控制作动系统的PID控制157

6.5.1PID控制157

6.5.2适应度函数的选取和PID参数范围的确定159

6.5.3MPSO算法161

6.5.4仿真分析164

6.6本章小结165

参考文献165

7自适应模糊滑模变结构控制170

7.1引言170

7.2传统滑模变结构控制的理论基础170

7.2.1线性变结构系统的一般性质171

7.2.2设计变结构控制的基本步骤173

7.2.3变结构控制中实现到达条件的趋近律173

7.2.4多输入线性变结构系统的递阶控制175

7.2.5变结构控制中切换函数的设计176

7.2.6自由递阶控制及其简化178

7.3自适应模糊滑模变结构控制180

7.3.1滑模变结构控制中的抖振及减抖措施180

7.3.2变结构控制的控制过程分析185

7.3.3模糊趋近律188

7.3.4模糊滑模变结构控制195

7.4本章小结198

参考文献199

8模糊滑模变结构控制泵阀并联作动系统的研究201

8.1引言201

8.2基于自适应模糊滑模变结构控制器的设计201

8.2.1电机—泵—阀并联式作动系统的线性化复合202

8.2.2建立系统的跟踪偏差状态方程203

8.2.3切换函数的设计204

8.2.4控制向量的设计205

8.2.5主要给定参数的确定206

8.2.6结合棒棒控制的变结构控制206

8.3模糊变结构控制算法在电机—泵—阀复合控制并联式作动系统中的仿真研究207

8.3.1模糊变结构控制算法设计207

8.3.2模糊变结构控制算法说明209

8.3.3电机—泵—阀并联式作动系统的仿真211

8.3.4电机—泵—阀复合控制并联式作动系统的控制权值动态校正仿真研究215

8.4本章小结218

参考文献219

9基于PXI总线的电机—泵复合控制实验研究221

9.1实验系统的设计221

9.1.1技术参数依据221

9.1.2实验台原理图222

9.1.3主要元件的参数选取222

9.1.4油源系统224

9.1.5实验测试项目225

9.2加载系统227

9.2.1工作原理227

9.2.2加载系统的控制227

9.3虚拟仪器的概述228

9.3.1虚拟仪器的概念228

9.3.2虚拟仪器的构成及分类229

9.4测控系统组成232

9.4.1测控系统硬件232

9.4.2测试系统软件234

9.5虚拟仪器控制面板的设计与实现237

9.6在LabVIEW中构造复杂多任务应用程序238

9.6.1测试系统中常见的线程及其关系238

9.6.2LabVIEW上复杂多任务的实现240

9.7LabVIEW中高精度软定时器的实现241

9.7.1VC中定时器的实现方法242

9.7.2在LabVIEW中使用高精度定时器243

9.8虚拟仪器中采样数据的预处理243

9.8.1软件调零243

9.8.2刻度标定244

9.8.3标度变换245

9.9虚拟仪器中的数据管理247

9.9.1测试系统中的数据管理247

9.9.2基于数据库管理的虚拟仪器系统248

9.10虚拟仪器测试系统的抗干扰设计249

9.10.1抗干扰设计应采取的措施249

9.10.2接地250

9.10.3软件抗干扰设计252

9.11基于PXI总线的测控系统误差257

9.11.1直接测量结果误差257

9.11.2误差合成的基本公式258

9.12电机—泵复合控制的仿真与实验结果259

9.12.1电机—泵复合控制的仿真结果259

9.12.2电机—泵复合控制的实验结果260

9.13本章小结264

参考文献264

附录 参数符号表266