【正文】
of faulttolerant control system. T he results indicate that QRA can operate and plete its flight mission in very high reliabiity.Fig . 2 System step responses when short circuit of amplifier occurs外文譯文余度舵機系統(tǒng)的性能降級與可靠性分析余度舵機是電傳飛控系統(tǒng)的關鍵部件, 其通道間存在著較嚴重的力紛爭現(xiàn)象。在建立四余度舵機數(shù)學模型的基礎上, 研究了力均衡算法, 對四余度舵機一次故障、二次故障情況下的性能降級和可靠性進行了仿真分析。仿真結果標明, 優(yōu)化的力均衡算法可以有效解決力紛爭的問題,四余度舵機可以在一次故障、二次故障的情況下持續(xù)工作。采用動態(tài)故障樹分析方法進行了四余度舵機可靠性分析, 證明了其具有非常高的可靠性。在現(xiàn)代飛機,余度舵機系統(tǒng)(QRA)被廣泛使用,以實現(xiàn)高可靠性和安全性。事實上,單通道電傳飛控系統(tǒng)(FBW)的可靠性低,而冗余技術是最有效的方法,可以實現(xiàn)具有高可靠性的主動控制。QRA是FBW的最后一個組成部分,其性能直接影響到整個控制系統(tǒng)的能力。據(jù)了解,許多QRA成功運用于先進的航空航天系統(tǒng),但由于動態(tài)通訊故障和門控過程性能退化導致其可靠性分析較少。此外,均衡算法,可以消除力紛爭現(xiàn)象,并使故障恢復,被視為在定量的系統(tǒng)分析。薦于上述余度舵機系統(tǒng)的特點,本文研究了其在均衡算法的影響下發(fā)生故障,模擬其性能退化變異,并進行QRA性能的可靠性分析。單體液壓驅動器是一個閉環(huán)系統(tǒng),如圖1所示由位移傳感器,放大器,伺服閥和氣缸組成。由于缸位移的輸出是線性的,所以能通過傳動裝置實現(xiàn)實時控制舵角。Ic-ubKbθXtXveuc命 令伺服放大器伺服閥氣缸傳動裝置位移傳感器圖 1. 液壓執(zhí)行機構框圖圖1顯示的是液壓作動系統(tǒng),在其中輸入命令Uc后,通過該系統(tǒng)傳遞后,轉化成一個角度θ負載。雖然在執(zhí)行器系統(tǒng)設計中應保證分離通道的一致性, 但是分離通道之間或多或少存在一些分歧。QRA綁扎點合成時,由于制造誤差,裝配誤差和性能誤差不同渠道之間的輸出差異會導致力紛爭現(xiàn)象。該現(xiàn)象會影響輸出精度和執(zhí)行系統(tǒng)的運行壽命,并導致執(zhí)行機構產生嚴重的損害。所以有效的力量均衡,必須考慮余度舵機的設計,以消除和抑制力紛爭現(xiàn)象。因為力紛爭現(xiàn)象植根于分離通道之間的差異,因此我們可以想象設計一個跟蹤QRA均值的均衡閉環(huán)控制系統(tǒng)。為了改善QRA的動態(tài)性能和控制精度,本文采用比例積分法和低通濾波法,以實現(xiàn)力量均衡。盡管在發(fā)生故障時QRA可以達到高容錯水平,但是其性能退化和故障重構依然復雜。為了描述動態(tài)性能變化過程,本文模擬QRA的第一次故障和第二次故障下的性能差異。假如QRA輸入單位階躍信號,QRA會相繼發(fā)生第一次故障和第二次故障。,并切斷故障通道,由此可以獲得動態(tài)性能曲線。圖2中,其中θ是俯仰角,T是操作時間。圖2中,曲線1和曲線2在系統(tǒng)階躍響應下分別對應伺服短路放大器下的第一次故障和第二次故障。值得注意的是兩次故障和一次故障差異不大,這表明系統(tǒng)性能的差異,所以當發(fā)生故障時QRA可以運行。此外,曲線3顯示的QRA正常的系統(tǒng)響應。比較正常的系統(tǒng)性能(曲線3)和降級性能(曲線1和2),QRA在存在正誤差條件下輸出失敗。因此,一方面,余度舵機可以大大的提高可靠性和安全性,并且使QRA容錯級別達到到FO/FO/FS水平。另一方面,QRA在性能下降時會發(fā)生故障。采用控制模板和動態(tài)故障樹控制方法對QRA進行系統(tǒng)性能降級和可靠性分析。根據(jù)兩次失敗操作,它已被證明QRA容錯級別可以達到FO/FO/FS水平??紤]通過控制系統(tǒng)參數(shù)飄移,計算功能和性能可靠性的組合,以實現(xiàn)準確地容錯控制系統(tǒng)的可靠性分析。結果表明QRA可以運行并具有非常高的可靠性。圖 。指導教師意見 簽名: 月 日教研室意見 教研室主任(簽章): 月 日評審小組意見 參加評審人員(簽字): 月 日