项目名称: 电控旋翼自适应控制方法研究

项目编号: No.50805074

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2009

项目学科: 轻工业、手工业

项目作者: 陆洋

作者单位: 南京航空航天大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 电控旋翼是一种新概念旋翼系统,代表了新一代旋翼的发展方向。如何实现准确的桨距控制是电控旋翼的核心技术之一,本项目即针对该问题,提出了具有在线识别能力的基于自适应滤波的电控旋翼桨距时域自适应控制算法(含缩放因子法和约束权函数法)和基于卡尔曼滤波的频域自适应控制算法。仿真结果表明这两种方法均能有效用于电控旋翼的总距和周期变距控制。为开展电控旋翼自适应控制试验,研制了改进型电控旋翼试验系统;开发了专用的摆动式电磁作动器及其闭环控制系统;以F2812 DSP为控制器开发了基于SIMULINK/RTW的快速原型系统,并建立了电控旋翼桨距测控硬件系统。以该试验平台为基础,开展了悬停状态下电控旋翼桨距的时域/频域自适应控制试验研究。包括不同转速、不同控制参数条件下的总距、周期变距,以及总距复合周期变距控制试验。验证了自适应桨距控制方法的有效性,对比了时域法和频域法控制效果的差异,并总结了控制参数的变化对系统收敛速度以及稳定性的影响规律。本项目研究成果将为今后为改善电控旋翼性能、减小振动、降低噪声而施加的独立桨距控制,以及为改善飞行品质而施加的电控旋翼直升机飞行控制研究奠定坚实的技术基础。

中文关键词: 电控旋翼;桨距;自适应控制;DSP;试验

英文摘要: The Electrically Controlled Rotor (ECR) is a kind of new concept rotor system, which will lead the developing direction of the future rotor. This project mainly focuses on the research of the ECR blade pitch control. Two control laws with on-line identification ability are brought forward, including algorithms based on adaptive filter in time domain and algorithm based on Kalman filter in frequency domain. The MATLAB/SIMULINK simulation results show both of the two algorithms can be used to control ECR collective pitch and cyclic pitch efficiently. In order to perform the control experiments, the enhanced ECR model rotor system is developed, as well as the special swinging electric-magneto actuator and its close-loop control system. Based on the F2812 DSP and SIMULINK/RTW, the quick control law developing system is built, as well as the measuring and control system of the ECR blade pitch. Finally, the adaptive ECR blade pitch control experiments in time domain and frequency domain are performed in hover based on the experimental platform, under situations of different rotor speeds and different control parameters. The test results verify the feasibility and validity of the adaptive control laws. The differences of the control effect are analyzed between algorithms in time domain and in frequency time, and the control rules with different control parameters are summarized as well. The research findings from this project will benefit future researchs about improving aerodynamic performance, reducing vibration, decreasing noise, and even enhancing the flight qualities of the ECR helicopter.

英文关键词: Electrically Controlled Rotor;blade pitch;adaptive control;DSP;experiment

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