线控转向前轮转角控制策略研究
伺服电机转角的运动控制
实验三 伺服电机转角的运动控制 1 实验目的： 1）了解反馈控制系统的组成； 2）了解PID(比例-积分-微分)控制器参数对系统性能的影响； 3）熟悉 SIMULINK 的基本操作。 2 实验装置：主计算机、从计算机、小车运动控制装置、互联网 3 实验内容及步骤： 本实验要求构建反馈控制系统，计算或调节PID 控制器参数，使电机快速准确地运动到某个位置。 步骤如下： 第一步： SIMULINK 仿真. 如图1所示. 已知电机转动惯量 J=0.0031, 转动摩擦系数 B=0.1934, 要求设计PD 控制器, 使系统的固有频率=125 rad/s, 阻尼比=1. 求参数Kp, Kd 。这一工作要求在实验之前完成。 求出参数Kp, Kd 后, 在Matlab 命令窗口中输入: J=0.0031, B=0.1934以及Kp 和Ki. 进入Simulink, 打开模板文件simu.mdl, 将其连线成如图 2. 图2 仿真程序框图 执行仿真. 观察输出波形. 第二步：电机转角实时控制. 打开文件MyExp.mdl. 连线构建如图3的实时控制程序框图。其中模块ＰＣＩ－６０２４输出控制电压，连接至电机的驱动器，用于驱动电机转动；模块ＰＣＩ－６６０１输入脉冲信号，连接至电机的转角编码器，用于测量电机转角。运行该程序将使电机转动９０度。 1）双击ＰＩＤ模块，先随意设置ＰＩＤ参数Ｋｐ，Ｋｉ和Ｋｄ． 2）通知指导教师，让其帮助做好主从机连接设置及获得下载许可等。 3）按ｃｔｒｌ＋Ｂ编译程序将其下载到从计算机中。 等到显示：＃＃＃Ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｘＰＣ Ｔａｒｇｅｔ ｂｕｉｌｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ｍｏｄｅｌ： ＭｙＥｘｐ 图1 电机转角PD(比例-微分)控制系统
电动液压助力转向系统用BLDCM工作原理及控制策略
电动液压助力转向系统用BLDCM 工作原理及控制策略 文章编号：1001-3997（2010）03-0262-02 【摘要】电动液压助力转向系统（EHPS ）将传统液压助力转向系统（HPS ）中的液压泵改为由变成单 独的电机驱动，并根据不同车速和转向盘转速控制等级转速，从而提供可变的转向助力，同时在一定程度上节省了能源的消耗。对POLO 轿车装备的EHPS 系统的电流无刷电机工作原理进行深入分析，并针对该电机设计控制器及制定相应控制策略，实现对电机转速的控制。 关键词：电动液压助力转向；直流无刷电机；电机控制 【Abstract 】The Electro-hydraulic Power Steering System （EHPS ）drives a hydraulic pump with a sep －arate motor ，in contrast to the traditional Hydraulic Power Steering System （HPS ）doing so by the engine.In this way ，EHPS shall be able to provide alterable steering force according to different vehicle speeds and steering wheel ratatioanl speeds ，and to save energy in a more effective way.It mainly discusses the Basic Principle and Control Strategy of the Brushless Direct Current （BLDC ）Motor Used in the Electro-hydraulic Power Steering system from POLO ，and designs an ECU with control strategy to control the motor. Key words ：EHPS ；BLDC motor ；Motor control 1引言 传统的液压助力转向系统（HPS ）通过汽车发动机带动液压泵以提供转向助力，因此无论驾驶员是否进行转向操作，只要发动机在运转，HPS 都处于工作状态，造成了不必要的能源浪费。同时，转向助力大小不能随着车速的变化而改变，难以满足汽车低速行驶时的转向轻便感和高速行驶时转向稳定的要求。电动液压助力转向系统（EHPS ）将传统HPS 中由发动机驱动的液压泵改变成由一个单独的电机驱动，使得转向助力完全脱离发动机的束缚，并且EHPS 所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态，从而控制电机转速以驱动液压泵提供必要的流量，这样不但在一定程度上节省了能源消耗，也保证了驾驶员在不同车速下均能获得良好的转向手感。 早期EHPS 系统大多以直流有刷电机驱动液压泵，随着无刷电机控制技术的发展及应用的普及，目前安装EHPS 系统的微型轿车均采用无刷电机驱动液压泵，例如上海大众POLO 、一汽大众宝莱、北京神龙以及雷克萨斯、皇冠、Chevy Silverado 、GMC Sierra 轻度并联混合动力皮卡等。对于一些电动车及新能源汽车而言，则大多采用了大功率直流永磁电机驱动[1]。 分析了由TRW 公司提供直流无刷电机和转向盘转速传感器的POLO 车上EHPS 系统的电机工作原理，并设计了该电机的控制器及控制策略，从而对电机的转速进行控制。 2EHPS 直流无刷电机的结构及工作原理 对于本系统所用的无刷直流电机，其转子、定子的外观结构， 如图1所示。 图1电机结构 由图1可见，该电机的转子是外置的，另外电机定子总槽数为12个，转子含7块永磁体，即7对极，根据公式： 电角度＝极对数×360°总槽数 ，或者 电角度＝极对数×机械角度，可以计算出该直流无刷电机的电角度为210°，由该电角度可绘制出电机绕组的星形矢量图，如图2所示。 图2 绕组星型矢量图 210° 1 7 6 11 4 109 2 12 5 8 3 262
空客A320s飞机前轮转弯系统排故分析
空客A320s飞机前轮转弯系统排故分析 发表时间：2019-09-20T10:58:02.443Z 来源：《基层建设》2019年第20期作者：钱振华 [导读] 摘要：随着经济发展的进步，我国在对航空工业也取得了很大的进步，越来越多的人开始关注航空运输的安全性。北京飞机维修工程有限公司杭州分公司浙江杭州 310000 摘要：随着经济发展的进步，我国在对航空工业也取得了很大的进步，越来越多的人开始关注航空运输的安全性。本文针对空客A320s 飞机前轮转弯在直线滑行过程中，出现较大的偏移问题，进行故障分析，提出解决故障的方法，以及防范建议，保障飞机平稳降落。 关键词：空客A320s飞机；转弯系统；排故分析 飞机前轮转弯控制系统使飞机在高速滑行时保持安全平稳，一旦前轮转弯系统出现故障轻则造成延误停场，重则可能导致灾难性事故。需要了解前轮转弯的工作原理，对空客A320s飞机前轮转弯系统进行排故分析寻找造成前轮转弯发生非指令性偏移的原因，采取解决方法维持飞机前轮转弯系统的安全与稳定[1]。 1前轮转弯故障现象 A320S机队在航线运行中多次出现飞机直线滑行时，前轮出现较大的偏移情况，引起前轮偏移的原因也较为复杂。在一次某A320s飞机又在地面滑行时，前轮右偏约3.5个单位，维修人员检查前轮外观，并没有发现轮胎异常磨损的情况，胎压差值也处于正常范围，观察飞机前架构正常。随后对飞机液压系统增压，转弯定中后发现前轮出现一定偏移，基于此项检测，维修人员初步怀疑前轮偏移的原因是前轮转弯的执行部件伺服控制器6GC有内漏，然后更换控制器，前轮偏移由3.5个单位减少到2.5个单位，但是偏移故障仍没彻底解除。经过维修人员的反复检查与分析，最终发现A320s飞机的方向舵左右脚蹬不在同一水平线，按照调节标准将方向舵脚蹬和偏转值都调节在要求范围内，彻底解决前轮偏移的故障。设想如果在排除初期就合理使用刹车与转弯控制组件的排故数据，将会很大程度上提高排故效率。 2前轮转弯工作分析 2.1前轮转弯工作原理 前轮转弯是一个由电控液压作动的闭环系统，转弯手轮带有4个电位计，在前轮转弯工作中，手轮将位置信号输送至刹车与转弯控制组件,脚蹬信号先传送至升降舵副翼控制计算机，再经过处理送至刹车与转弯控制组件,刹车与转弯控制组件将收手轮和脚蹬的转弯信号处理后输送给控制伺服控制器，而后控制器的信号会转换成液压信号，通过电磁阀和伺服活门作动。 控制器6GC与转弯作动筒两端的液压腔体相连接，转弯作动筒内部活塞杆的齿条移动使旋转支柱做周向运动。上下扭力臂组件与前轮轮轴相连接构成旋转支柱，前轮的转弯是由于轮轴出现偏转。在前架上装传3GC感器用于控制前轮转弯角度信号，安装4GC传感器用于监控信号[2]。 2.2转弯的控制方式 （1）转弯手轮控制 飞机以低于80knots的速度在地面滑行，转弯角度控制在正负74°，正副驾驶位手轮的输入信号为代数叠加，手轮最大转弯角度范围在正负75°。方向舵控制飞机在地面滑行时的速度要低于130knots，可控制转弯角度为正负6°，只能小幅度的调整飞机前进方向。（2）前轮定中方式 采用前架定中的方式转弯有两种，一是在前架减震支柱完全伸长时，前起落架内部上端和下端有一对凹凸轮自动咬合，实现前起落架的机械定中；另一种是前架减震支柱压缩时，3GC传感器给前轮转弯液压控制组件6GC提供0度位置，由控制控制器执行定中。 3前轮转弯故障分析 3.1指令机构造成的偏转 前轮转弯指令构建复杂，有刹车与转弯控制组件、升降舵副翼控制计算机，转弯手轮、脚蹬五项部件，在飞机滑行过程中，任何一处部件出现故障或功能下降，都会产生错误的转弯指令信号，导致飞机前轮转弯出现控制范围内的偏移，反馈传感器点解不正确，造成传感器不能正确的反映前轮实际角度，飞机也会出现滑偏现象。 3.2执行机构造成的偏转 飞机的两个前轮胎磨损情况严重，或者是两个前轮胎压压值相差过大，导致飞机滑偏；飞机前起落架与扭力臂之间的空隙过大，使前轮在转弯的时候大幅度摇摆，造成飞机滑行偏移；前起落架转弯作动筒内的活塞杆齿条和与其啮合的旋转支柱上的齿条有损坏，啮合间隙过大，使得转弯角度无法控制在要求内，飞机发生滑偏。6GC控制器内伺服活门出现问题造成内漏，如果没有输入转弯指令，便无法保持活塞两端压力，造成飞机前轮发生偏转[3]。 3.3主轮刹车故障造成的偏转 主起架落在一侧，或者因为系统某部分出现故障，产生非指令性的刹车，引起飞机左右主起落架与地面摩擦力不一致，飞机在侧向力作用下发生偏移。 4故障处理方式 当收到飞机滑行发生非指令性偏移时，首要任务是收集现场信息，事故发生的机场信息，风向风速信息，了解飞机方向舵平角度。然后根据零部件故障概率手册和技术记录本了解该飞机之前是否发生过同样的滑偏问题。检查顺序由简单到复杂，先在MCDU上做系统测试，确认刹车与转弯控制组件工作正常，其次检查飞机两个前轮的磨损情况，胎压差值，前架的结构损伤和主轮的刹车系统是否存在明显故障。检查扭力臂连接螺栓的间隙是否在要求范围之内，通过操作前轮转弯来确信转弯作动筒内的齿轮和活塞齿轮条之间的间隙在合理范围内[4]。 通过零部件故障概手册确定排故方向和侧重点，把前轮转弯手轮和方向舵脚踏设置在中立位，将方向舵归置在0位，增压液压后，对于超出范围的数据按TSM32进行相应的排故工作，调节方向舵脚蹬机构的定中位。造成向舵脚蹬位置不能定中的原因有很多，需要按照手册要求逐步调节，（1）调节飞机操作系统的前部机械控制；（2）调节钢索的长度；（3）调节后补机械控制；（4）调节方向舵角度。 5前轮转弯排故建议 根据飞机前轮转弯工作原理的介绍和相关排故总结，在此面对飞机滑行非指令性便宜故障，可参考以下排故建议：（1）检查飞机前轮磨损程度，两个轮胎之间的胎压差值，前架扭力臂与螺栓的间隙，前架基本结构问题。
转向轮转向角检测实施细则
转向轮转向角检测实施细则 一、检测目的 转向系各项前轮定位及转向操纵性检测 二、判定标准 国标GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》与GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》三、检测用设备 HYQZJ-100A前轮转向性能检测仪 四、主要技术参数 1、额定载荷：10000kg 2、测量范围：-60°-+60° 3、通过能力：700-2900mm 4、示值误差：±1 5、分度值：0.1° 6、传感器供电电压： DC12V 五、检测操作规程 1、车辆注册
假设车“冀ERA2341”的所有项目全部检测，当注册完以后，上LED显“车辆准备”下LED显示“冀RA2341”。 2、测试过程 测试开始时首先，汽车沿行车中心线行驶从轮距尺上缓慢驶过。在轮距尺的台面上均匀分布了一排压敏开关，当车轮压触到开关按键时，开关即产生动作。控制电路将此过程中压敏开关的变化情况转化成转向轮轮中心距数值，经线路传递到控制系统。控制系统按此车辆的轮距情况将机械台架的两个转盘自动移动到与车辆轮距基本一致的位置等待车辆上台面检测。接下来，将被测汽车转向轮置于转向台的转盘上，转盘分为上、下两部分，上部分为浮动体，其下方装有高精度角度传感器，并且与浮动体同轴。下部分为固定体。浮动体与固定体之间装有滚珠。浮动体相对于固定体可作平面复合运动（既可旋转又可作纵横向移动）。当汽车转动转向盘时，车轮带动转盘同步转动，此时引起与转
盘同轴的角度传感器的电压变化，控制系统采集角度传感器的电压变化，计算出转盘转过的角度即得出汽车转向轮转角值。 六、注意事项 （1）使用中注意清洁，不应让泥砂等进入转向盘内。 （2）严禁用腐蚀液体擦拭转向盘表面，擦试时不要有划迹。 （3）严禁转向盘中进水，保持传感器干燥。 （4）轴重大于转角仪允许标准的汽车，请勿开上转角仪。 （5）严禁在转角仪长时间停留车辆。 （6）保持转向盘移动轨道的清洁。 （7）为保证测量精度，测试时必须踩紧刹车，避免前轮移动。 （8）只有按照正确的使用方法进行操作测量，才能获得准确的测量数据。
MA600前轮转弯系统常见故障分析
MA600前轮转弯系统常见故障分析 飞机在地面运行时，前轮转弯系统对方向的控制发挥着至关重要的作用，一旦出现故障轻则造成延误停场，重则可能导致灾难性事故。所以文章以我院的主力高教机型MA600为研究对象，总结出MA600的常见故障并对故障原因做出简要分析，可大大提高维修人员的排故效率，保证飞行教学工作的顺利进行。 标签：MA600；前轮转弯系统；故障分析 1 MA600前轮转弯系统概述 MA600的前轮转弯系统主要由前轮转弯手轮传动机构、脚蹬操纵转弯机构、前轮转弯电气控制机构、前轮转弯活门、前轮转弯作动筒、电磁开关、节流活门以及安全活门等部件组成。系统由主液压系统提供转弯动力，设有手操纵和脚操纵两种转弯控制方式。 手操纵方式是在飞机滑行时使用，可以使前轮左右偏转45°±2°。手轮传动机构主要由转弯手轮、钢索、滑轮、前轮转弯活门及反馈机构组成，滑行时将中央仪表板上的前轮转弯转换开关扳到“TAXI（滑行）”位置，转动转弯手轮，通过钢索带动滑轮和前轮转弯活门来控制压力油进入转弯作动筒从而驱动前轮左右偏转。 脚操纵方式用于飞机起飞和落地高速滑跑时小角度修正方向，可以使前轮偏转10°±1°。脚操纵转弯机构是硬式传动，由数个摇臂和拉杆组成。使用时将前轮转弯转换开关放置到“TO/LAND（起飞/着陆）”位，蹬踏脚蹬，通过连动的摇臂和拉杆带动转弯活门来控制前轮的偏转。 2 前轮转弯系统故障解析 MA600飞机前轮转弯系统在日常运行中出现的故障主要有三种：转弯操纵无法脱开、转弯操作困难和转弯操作失效。 2.1 转弯操纵无法脱开 MA600飞机在地面拖行和收放起落架时都需要使前轮处于可自由定位的状态，这样一方面是为了在拖行时防止转弯机构受力过大而损坏，另一方面是为了保证收放起落架时前轮可在定中机构的帮助下处于中立位置，避免损坏舱门等部件。如果前轮转弯转换开关置于“OFF”位或者收放起落架时前轮不能实现自由定位，则很可能是出现了转弯操纵无法脱开的故障。 因为MA600前轮的自由定位是通过电磁开关YDF-21B实现的，YDF-21B 是一个常通活门，通电时关闭油路，断电时接通油路。前起落架终点电门、转弯转换开关和YDF-21B组成一个串连控制电路。当转弯转换开关置于“OFF”位或
4WS转向时轮转角及轮速分析
1 4WS各车轮速度模型的建立 1.1 各车轮速度的运动学几何模型 4WS车辆的四轮基本模型中，汽车后轮与前轮转角时的转向几何关系如图1所示。 图1 4WS车辆转向的四轮模型 Fig.1 4WS vehicle four wheel model of steering 1.2 各车轮速度的运动学数学模型 据4WS车辆运动模型图1所示，汽车后轮与前轮几何转角应满足以下关系： b L B fin fout+ = -δ δcot cot b B rin rout = -δ δcot cot 以上算式关系中，前后轮同转角时为正，前后轮逆转角时为负。 其中： fin A aδ tan ? = L b L b L A A b rin fin fin rin fin rin - ? = - ? = - ? = ? = δ δ δ δ δ δ tan tan tan tan tan tan ) cot / (cot 1 fin rin L b δ δ + = fin b L Aδ cot ) (? + = ) cot (cot ) ( fin fout b L Bδ δ- ? + = 四轮转向时，瞬时回转中心到车辆中轴线的垂直半径为：
)cot (cot 2 2fout fin b L B A R δδ+?+=+ = 车体前轴中心绕O 点的转向圆半径f R 应为： ()()2 2 2 2 )cot (cot 22?? ? ???+?++-+= ??? ? ? ++-+=fout fin f b L C b L B A C b L R δδ 绕O 点的车体质心角速度ω应为： 4 321R V R V R V R V R V rin rout fout fin = ==== ω 由图1中的几何关系可以求得: ()()2 2 2 2 )cot (cot 22?? ? ???+?++-+= ??? ? ? ++-+=fout fin b L C b L B A C b L R δδ K a R fin -= δsin 1 K a R fout += δsin 2 （1） K b R rout += δsin 3 K b R rin -= δsin 4 设汽车在做如图1中所示的等速直线行驶的时间段内，速度为V 。当汽车进入等速圆周行驶状态后，设定汽车质心点线速度的瞬变阶跃与之相等，图1中的O 点即为绝对速度为零的瞬时回转中心。若将汽车整车看作一个刚体，由速度瞬心定理可知，此刚体上的所有点将绕O 点转动，其转动角速度为： 4 4 332211R V R V R V R V R V = ==== ω （2） 选定参数ω作为计算其它四轮绕O 点转动的行驶瞬变角速度，将式(l)中的参数代入式(2)，可得四轮绕O 点转动的行驶速度分别为： ()2 211)cot (cot 2 )sin ( ? ? ? ???+?++-+-?=?= fout fin fin b L C b L K a V R R V V δδδ
步进电机角度控制(1)
课程设计 课程名称微型计算机控制技术 题目名称步进电机角度控制（1） 学生学院自动化学院 专业班级自动化（4）班 学号 学生姓名 指导教师 2012 年 6 月26 日
一、系统设计说明 1.硬件设计 本次设计要求通过键盘按键实现对步进电机的转动次数和每次转动的角度的控制，并通过数码管显示出来。 本方案中通过按键对步进电机的转动角度进行设定，给各个按键设置不同的键值。按下按键时，给8255A一个信号设定步进电机下一步的动作。8086通过8255A的数据总线读取该信号，并作出反应，通过给8255A一系列的指令驱动其工作，从而驱动步进电机和LED 显示器 2.软件设计 3.显示模块设计说明： 为使显示程序具有通用性和灵活性，在8086内设置一个显示缓冲区，显示缓冲区的每个单元与LED的各位一一对应。当主程序需要显示，只需将要显示的字符送入显示缓冲区，然后调用显示子程序。显示子程序的任务则是逐一取出显示缓冲区中的字符、查字形表转换成相应字型码，然后通过字段口输出显示。显示模块是用四位七段数码管来显示转动次数和每次转动的角度。给八个按键设置不同的子程序，当按下按键时，根据事先设定好的各个按键对应的转动角度的值输出到数码管进行显示。 步进电机模块设计说明： 在此设计中，采用的是八拍步进电机。步进电机控制程序就是完成环形分配器的任务，从而控制电动机的转动，以达到控制转动角度和位移的目的。控制模型可以以立即数的形式一一给出。对于步进电机模块的程序设计采用循环程序设计方法。先把转动的次数和角度的控制模型存放在内存单元中，然后再逐一从单元中取出控制模块并输出。首先启动，按下按键选择步进电机的角度，然后读入转动的控制模型驱动步进电机转动。 二、程序设计流程图
电动助力转向系统阻尼特性分析及测试方法
第37卷第5期 2015-05(上 【99】 电动助力转向系统阻尼特性分析及测试方法 The analysis and test method of damping characteristics for electric power steering system李绍松 1,2, 牛加飞 2, 于志新 2, 李连京 2, 钟博浩 2 LI Shao-song1,2, NIU Jia-fei2, YU Zhi-xin2, LI Lian-jing2, ZHONG Bo-hao2 (1. 长春工业大学汽车工程研究院 , 长春 130012; 2. 长春工业大学机电工程学院 , 长春 130012 摘要:电动助力转向(Electric Power Steering,EPS在提供转向助力、减轻驾驶员操纵负担的同时,也能够提高汽车转向性能和驾驶舒适性,进而提高汽车的主动安全性。建立EPS系统仿真验证平台,分析阻尼补偿控制对汽车转向性能影响,结果表明阻尼补偿控制通过设定阻尼补偿控制系数,可改善EPS动态响应及回正性能。提出EPS系统阻尼特性测试方法,准确获得转向系统阻尼系数,为EPS阻尼补偿控制系数的设定提供参数依据。 关键词:电动助力转向;阻尼特性;阻尼补偿系数中图分类号:U461.6 文献标识 码 :A 文章编号:1009-0134(201505(上-0099-03Doi:10.3969/j.issn.1009- 0134.2015.05(上.28 收稿日期:2014-12-03 作者简介:李绍松 (1986 -, 男 , 讲师 , 博士 , 研究方向为汽车动力学仿真与控制。
空客A320s飞机前轮转弯系统排故经验总结
空客A320s飞机前轮转弯系统排故经验总结 发表时间：2020-02-03T11:24:43.733Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：龙号洋 [导读] 摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的科学技术也在不断的发展进步，本文以空客A320s飞机在滑行中发生方向偏移故障为例，通过对前轮转弯系统原理的介绍，结合维护工作中的实际经验，对此类故障进行分析总结并提出排故建议。 北京飞机维修工程有限公司重庆分公司重庆 400000 摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的科学技术也在不断的发展进步，本文以空客A320s飞机在滑行中发生方向偏移故障为例，通过对前轮转弯系统原理的介绍，结合维护工作中的实际经验，对此类故障进行分析总结并提出排故建议。 关键词：前轮转弯；故障；原理；排故建议 飞机前轮转弯系统是实现飞机地面操纵运动的重要组成部分，其各种性能和指标对飞机整体地面操作的稳定性、地面机动性等都有很重要的影响。因此，针对飞机前轮转弯系统及其控制律的研究尤为关键。国内相关资料对前轮转弯系统有较深入的研究，同时提出了各种控制律来保证系统的各种性能指标，有关资料结合飞机地面运动将前轮转弯角速度最大允许值作为前轮转弯系统指标来保证转弯稳定性。由于传统的执行机构多为线性机构，仅需选取合适额定流量的伺服阀保证流量与转弯角速度匹配，无须对角速度进行闭环控制。而目前应用较普遍的对称液压缸为典型非线性机构，存在转弯临界角，若不采用合适的控制方法，会引起角速度脉冲峰值，恶化系统性能。因此，需引入针对角速度控制的具体方法。传统的PID控制方法在实际的各种系统控制中有着广泛的应用，但由于前轮转弯系统各非线性环节的影响及临界角的存在，传统PID并不能产生较好的效果，且PID参数调节过程繁琐困难。该文给出一种多门限PID控制算法，结果表明，该控制方法即能保证转弯角速度不超过允许值，同时，也未对系统的其他性能指标造成明显影响。 1 前轮转弯基本工作原理 转弯手柄将转弯信号传送给刹车与转弯控制组件（BSCU），脚蹬和方向舵配平控制器的偏转信号通过升降舵副翼计算机（ELAC）传送给BSCU，BSCU通过控制伺服控制器（6GC）内液压油的流向和流速，将从驾驶舱来的转弯指令电信号转换成液压信号，伺服控制器与转弯作动筒的两端液压腔相连，液压油的流向和流速控制着转弯作动筒内活塞移动的方向和速度，活塞杆带有齿轮，与前起落架上旋转柱（rotatingtube）外侧的齿轮相连，可以将转弯作动筒内活塞的直线运动转变成旋转柱的圆周运动，旋转柱通过扭力臂（torquelink）与前轮轴相连，旋转柱的左右转动带动着前轮的左右偏转，实现转弯。系统安装有两个传感器，反馈控制传感器（3GC）和监控传感器 （4GC），它们将前轮转弯的角度反馈给BSCU，前者用于转弯控制，后者用于显示转弯角度。飞机在低速滑行时，使飞机滑行方向发生改变的方式有4种：1）通过驾驶舱内的转弯手柄进行控制（低速时左右74°），这是最常用的方式。2）通过蹬踏脚蹬微调滑行方向，使其左右偏转以实现（低速时左右6°偏转）。3）方向舵配平控制器可以实现滑行方向的微调。4）使用一侧主轮的刹车，让飞机产生偏转力也能使飞机转弯，在前轮转弯系统失效时，机组可以使用这种方法控制飞机转弯。 2 空客A320s飞机前轮转弯系统排故经验总结 2.1 转弯作动模型 转弯作动系统主要包括转弯作动筒和转弯控制阀两部分。转弯作动筒为双出杆对称液压缸。其各组成部分功能如下：（１）伺服阀用于控制压力油的流向和流量，转弯控制阀使用旋转式直接驱动流量伺服阀（ＲＤＤＶ），伺服阀的阀芯位置由转弯控制器根据转弯输入指令和前轮位置反馈传感器指令进行控制，伺服阀阀芯处于不同位置时，压力油进入作动筒的不同腔，推动前机轮向相应方向偏转。（２）电磁阀由电磁铁和阀体两部分组成。电磁阀是两位三通阀，当电磁铁通电时，电磁铁内铁芯在电磁力作用下推动阀芯运动，钢球将上口封闭，下口打开，高压油通过下口进入转换阀，并且另一路高压油进入伺服阀；当电磁铁断电时，高压油顶住钢球封住下口，上口打开通回油。（３）单向阀安装在产品的减摆回路与补偿阀之间，只允许补偿阀内的油液进入减摆回路，而防止减摆回路的油进入补偿阀内。（４）转换阀用于产品在转弯状态和减摆状态之间的转换，当电磁阀不通电时，转换阀的起始位置为减摆工位，沟通作动筒的两腔；当电磁阀通电时，转换阀阀芯被推动后，处于转弯工位，阻断作动筒两腔，并将压力油与ＲＤＤＶ进油口沟通。阀芯是带有许多油路槽的心轴，在凸肩上面加工了许多均压槽；衬套上有许多的通油孔，分别对应不同的油路，在衬套上装有密封圈与氟塑料保护圈，用于分隔高压腔与低压腔. 2.2 故障的一般处理方式 一般情况下当收到飞机滑行发生非指令性偏转时，首先应该收集现场信息，包括故障发生地的机场信息，风向风速信息，并了解机组为了保证飞机不滑偏所调节的方向舵配平角度。再通过阅读PFR和技术记录本，了解飞机之前有无涉及到飞机滑偏的问题。按由简至繁的顺序，先应该在MCDU上做系统测试，确认BSCU工作正常，其次，检查前轮的磨损，胎压，前架的明显结构损伤和主轮的刹车系统的相关故障。然后检查扭力臂连接螺栓的间隙是否在允许的范围内，在通过操作前轮转弯来确信转弯作动筒内的齿轮和活塞齿轮条之间的间隙在合理范围内。如果这些检查都没有发现出问题，就要通过MCDU读取BSCU内的TROUBLESHOOTINGDATA，根据故障代码，再继续明确排故方向和重点，可以设置前轮转弯手轮和方向舵脚蹬在中立位，方向舵配平在0位，增压液压后，通过MCDU上读取BSCU1/2的specificdata-steeringdata。可以读取到SPOTCAP，SPOTFO，ANGCSG和RVDTCOM等数据数据。如果有超出范围的可以按找TSM32-51-00-810-823进行相应的排故工作。脚蹬角度的正常范围是正负0.1度，隔离ELAC1和ELAC2故障后，如果两个BSCU通道都显示脚蹬不在中立位时，可以按照AMM27-21-00-820-003AdjustmentoftheRudderMechanicalControl来进行调节方向舵脚蹬控制机构的定中位。可能导致方向舵脚蹬位置不能定中的原因很多：脚蹬内部的连杆位置不正确，脚蹬钢索不在中立位等等，我们须按照手册要求逐步：（1）调节前部机械控制；（2）调节钢索；（3）调节后部机械控制；（4）调节方向舵定中来隔离，直到手册要求的所有校装销都可以在定位孔中轻松插拔。如果MCDU提供的数据都是正常的，那么需要在前轮下放两层钢板，钢板之间抹上油脂或者顶起前架来确保前轮定中后，读取ISTRSV数据再按手册排故，判断是否需要更换前轮转弯伺服活门（steeringservovalve）。以上都正常的情况下，需要调节位置传感器的电0度位置。这里需要注意的是采用未顶前起落架的方式调节3GC/4GC零位受到前轮与钢板摩擦力等外界因素的影响，可能导致不能真正液压定中。所以建议在处理类似故障时，需严格按照手册要求顶起前起落架机械定中机构定中后再调节3GC/4GC零位。 3 结语 飞机滑行中非指令性的偏转故障是较为常见的机械故障之一，但是前轮转弯系统的很多参数都可以通过MCDU上的BSCU数据读出以方便判读，所以在熟悉系统原理和善于总结故障的基础上，能迅速准确地读取MCDU数据可以事半功倍地完成滑行偏转故障的排除工作。
四轮转向汽车的转向特性及控制技术-Read
四轮转向汽车的转向特性及控制技术 东南大学机械工程系汪东明 摘要：本文分析比较了四轮转向汽车的转向特点，概述了电控四轮转向汽车的结构原理，介绍了四轮转向系统的控制策略，指出了四轮转向系统控制技术所面临的困难，并展望其发展趋势。 关键词：四轮转向；转向特点；工作原理；控制；发展。 １、引言 随着现代道路交通系统和现代汽车技术的发展，人们对汽车的转向操纵性能和行驶稳定性的要求日益提高。作为改善汽车操纵性能最有效的一种主动底盘控制技术——四轮转向技术，于二十世纪80年代中期开始在汽车上得到应用，并伴随着现代汽车工业的发展而不断发展。汽车的四轮转向（Four-wheel Steering ——4WS）是指汽车在转向时，后轮可相对于车身主动转向，使汽车的四个车轮都能起转向作用。以改善汽车的转向机动性、操纵稳定性和行驶安全性。 ２、四轮转向汽车的转向特性 ２·１4WS汽车与2WS汽车转向过程分析 普通两轮转向汽车（2WS汽车）的前轮既可绕自身的轮轴自转又可绕主销相对于车身偏转，而后轮只能自转而不偏转。当驾驶员转动方向盘后，前轮转向，改变了行驶方向，地面对前轮胎产生一个横向力，通过前轮作用于车身，使车身横摆，产生离心力，使后轮产生侧偏，改变前进方向，参与汽车的转向运动。而4WS汽车的后轮与前轮一样，既可自转也能偏转。当驾驶员转动方向盘后，前、后轮几乎同时转向，使汽车改变前进方向，实现转向运动。 2WS汽车在转向时，前轮作主动转向，后轮只是作被动转向。显然，2WS汽车在转向过程中，从方向盘转动到后轮参与转向运动之间存在一定的滞后时间。2WS汽车的这种相位滞后特性使汽车转向的随动性变差，并使汽车的转向半径增大。另外，2WS汽车在高速行驶时，相对于一定的方向盘转角增量、车身的横摆角速度和横向加速度的增量增大，使汽车在高速行驶时的操纵性和稳定性变差。而4WS汽车在转向时，前、后轮都作主动转向，在转向过程中，灵敏度高，响应快，有效地克服了上述缺点。 ２·２4WS汽车的转向方式 根据理论分析研究和大量路试表明，四轮转向能够提高汽车转向的的机动灵活性和高速行驶时的操纵稳定性，现代4WS汽车就是根据这一指导思想研制的。一般来说，4WS汽车在转向过程中，根据不同的行驶条件，前、后轮转向角之间应遵循一定的规律。目前，典型4WS汽车前、后轮的偏转规律一般是这样的： （１）逆相位转向 如图1（a）所示，在低速行驶或者方向盘转角较大时，前、后轮实现逆相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相反，且偏转角度随方向盘转角增大而在一定范围内增大（后轮最大转向角一般为5°左右）。这种转向方式可改善汽车低速时的操纵轻便性，减小汽车的转弯半径，提高汽车的机动灵活性。便于汽车掉头转弯、避障行驶、进出车库和停车场。对轿车而言，若后轮逆相位转向5°，则可减少最小转向半径约0.5m。 （２）同相位转向 如图1（b）所示，在中、高速行驶或方向盘转角较小时，前、后轮实现同相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相同（后轮最大转角一般为1°左右）。使汽车车身的横摆角速度大大减小，可减小汽车车身发生动态侧偏的倾向，保证汽车在高速超车、进出高速公路、高架引桥及立交桥时，处于不足转向状态。 现在，有许多4WS汽车把改善汽车操纵性能的重点放在提高汽车高速行驶的操纵稳定性上，而不过分要求汽车在低速行驶的转向机动灵活性。其工作特点是低速时汽车只采用前轮转向，只在汽车行驶速度达到一定数值后（如50Km/h），后轮才参与转向，进行同相位四轮转向。
汽车电动助力转向控制系统控制器设计说明
第一章绪论 电动助力转向系统（Electric Power Steering，缩写EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组成。它是近代各种先进汽车上所必备的系统之一。 1.1电动助力转向的发展 从最初的机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）发展为液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS），然后又出现了电控液压助力转向系统（Electro Hydraulic Power Steering，简称EHPS）和电动助力转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）。 装配机械式转向系统的汽车，在泊车和低速行驶时驾驶员的转向操纵负担过于沉重，为了解决这个问题，美国GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采用了液压助力转向系统。但是，液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，因此在1983年日本Koyo公司推出了具备车速感应功能的电控液压助力转向系统。这种新型的转向系统可以随着车速的升高提供逐渐减小的转向助力，但是结构复杂、造价较高，而且无法克服液压系统自身所具有的许多缺点，是一种介于液压助力转向和电动助力转向之间的过渡产品。到了1988年，日本Suzuki公司首先在小型轿车Cervo上配备了Koyo公司研发的转向柱助力式电动助力转向系统；1990年，日本Honda公司也在运动型轿车NSX上采用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统，从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。
1.2 电动助力转向的分类： 机械液压助力 机械液压助力是我们最常见的一种助力方式，它诞生于1902年，由英国人Frederick W. Lanchester发明，而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之后，1951年克莱斯勒把成熟的液压转向助力系统应用在了Imperial车系上。由于技术成熟可靠，而且成本低廉，得以被广泛普及。 机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。电子液压助力 由于机械液压助力需要大幅消耗发动机动力，所以人们在机械液压助力的基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并且在之前的基础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。电动助力 EPS就是英文Electric Power Steering的缩写，即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又
空客A320s飞机前轮转弯系统排故经验总结
科学技术创新2019.19 空客A320s 飞机前轮转弯系统排故经验总结 罗刚 （北京飞机维修工程有限公司成都分公司，四川成都610200） 1前轮转弯故障现象 A320S 机队在运行中多次出现飞机直线滑行时前轮偏移的情况，而引发故障的原因也较为复杂。 如某A320s 飞机在航线运行中机组报告故障：“地面滑行时前轮转弯右偏较大，约3.5个单位”。排故经过：维护人员通过外观检查，确信前轮没有异常磨损和过大的胎压差值，目视检查前架结构正常。随后再通过对液压系统增压，转弯定中后发现前轮有偏转，维修人员初步怀疑为前轮转弯的执行部件伺服控制器6GC 有内漏。更换6GC 后故障现象有所改善（偏转量减少到了2.5个方向舵配平单位），由于故障并没有彻底排除。随后维护人员又反复分析原因，最后发现方向舵左右脚蹬不在同一水平线。于是按照AM M 手册调节方向舵脚蹬前部机械控制和调节钢索，将方向舵脚蹬和偏转值都调节在手册要求范围内，故障最终彻底排除。虽然故障排除了，但如果在初期就合理使用BSCU 的排故数据，将会提高排故的准确性，减少排故时间。 2工作原理分析2.1前轮转弯如图1所示，前轮转弯系统主要部件包括：转弯手轮传输组件、方向舵脚蹬、BSCU 、伺服控制器、位置反馈传感器等。 前轮转弯工作原理：前轮转弯是一个电控液压作动的闭环式控制系统。转弯手轮是一个带4个电位计的传感器，飞机在转弯时，手轮将转弯的位置信号转换成电压信号直接输送至BSCU ，而脚蹬信号则先输送给ELAC ，ELAC 再将信号处理后输送至BSCU ，BSCU 将手轮和脚蹬的转弯信号处理后输送给控制伺服控制器（6GC ），6GC 将转弯的电信号转换成液压信号，通过电磁阀（SOLENOID VALVE ）和伺服活门（SERVO-VALVE ）作动。6GC 与转弯作动筒两端的液压腔体相连接，液压油的供压和回油方向及流速控制着转弯作动筒内活塞移动方向和速度。转弯作动筒内部活塞杆的齿条（RACK ）与旋转支柱（ROTATING TUBE ）上的齿条相啮合，齿条的移动使旋转支柱做周向运动。由于旋转支柱通过上下扭力臂组件与前轮轮轴相连接，前轮随着轮轴左右偏转，从而实现飞机的转弯。 在前架上装有两个位置传感器（3GC 、4GC ）。3GC 用于前轮转弯角度信号的控制，4GC 用于信号的监控。3GC 直接与转弯作动筒内齿轮盒相连接，将实际位置信号转换成电压值反馈给BSCU 。传感器内由减速齿轮组件和RVDT 构成，并带有微调蜗杆螺钉：用于在位调节传感器的“电0度位置”。所以，我们可以通过对3GC 压差的调节，来实现对前起落架“零”位定中的调 节； 4GC 的构造与3GC 相同，其信号只提供给BSCU 作为监控，以及前轮转弯伺服活门的控制。 2.2转弯的控制方式2.2.1转弯手轮控制飞机在地面滑行时（速度≤80knots ），可控制转弯角度为±74°。正副驾驶位手轮的输入信号为代数叠加，且手轮最大转弯角度为±75°。 2.2.2方向舵(脚蹬)控制飞机在地面滑行时（速度≤130knots ），可控制转弯角度为±6°，只能对飞机前进方向的微调。 2.3前轮定中方式 前架定中的方式有以下两种： 第一种是前起落架内部上端和下端有一对凹凸轮，在前架减震支柱完全伸长时这一对凹凸轮自动咬合实现前起落架的机械定中定中。 第二种是前架减震支柱压缩时，转弯角度传感器（3GC ）提供电“0度位置”信号给前轮转弯液压控制组件6GC 来执行定中。 3故障分析 引起A320s 滑行中非指令性方向偏转的的因素有多方面。 摘要：本文以空客A320s 飞机在滑行中发生方向偏移故障为例，通过对前轮转弯系统原理的介绍，结合维护工作中的实际 经验，对此类故障进行分析总结并提出排故建议。 关键词：前轮转弯；故障；原理；排故建议中图分类号：V22文献标识码：A 文章编号：2096-4390（2019） 19-0022-02图1前轮转弯的工作原理图 22--
角度控制
自动控制原理课程设计 题目：直流电动机角度控制 院（系）：电子工程与自动化学院 专业：智能科学与技术 学生姓名：马磊 学号： 0900390216 指导教师：龙超赵学军 2012 年 3 月 10 日
摘要 在工业生成过程中，减速直流电机角度控制器能实现控制生产流程，控制器械精度可实现精确地检测与调度工作，且具有简单易操作的特点，能够有效地提高生产效率。 电动机角度控制广泛应用于很多自动化设备的控制,此文主要介绍了如何用纯模拟电路来实现直流减速电机角度控制。本次课程设计主要用TIP122/127构成推挽放大电路对直流减速电动机进行正、反转控制；选用OP07作为运算放大器，实现系统的原系统与控制系统。 一、课程设计概述 1、课程设计题目 要求： 将减速直流电机的轴通过联轴器与单圈电位器连接，利用电位器可以进行角度测量，设计功率驱动电路实现±12V线性放大，驱动电动机正反转，设计控制器实现0~300度角度控制，静态控制精度2%，超调＜10%。 2、主要仪器设备 示波器1台 直流稳压电源1台 数字万用表1块 PC机1台 二、设计思路 驱动电机的电压由电位器电压和精密电位器电压作差之后的电压而得，则将单圈电位器的电压取反即将其做为反馈支路和另一电位器用运算放大加法器求和，控制环节用比例微分积分电路（PID）对系统进行调节校正，使电路达到设计要求。用TIP122/TIP127实现对电机正向和反向转动控制。其中电位器B与电机M联轴。
本次课程设计对于减速直流电机角度控制，要求运用纯模拟电路，并且运用自动控制原理对系统进行自动控制来实现。故而电路包含原系统与控制系统：原系统由比例放大电路、功率放大电路（功率驱动电路实现±12V线性放大）和反馈电路组成（形成闭环系统）；控制系统设计为PID控制。 用TIP122/TIP127，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，导通损耗小效率高。1、原系统部分 图一原系统电路 1、驱动部分 图二驱动电路 采用TIP122和TIP127构成推挽电路，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只堆成的功率开关管每次只有一个导通。在分析时，是把三极管的门限电压看作为零，但实际中，门限电压不能为零，且电压和电流的关系不是线性的，在输入电压较低时，输出电压存在着死区，此段输出电压与输入电压不存在线性关系，产生失真。如图二，D1、D2的作用是消除交越失真。而D3、D4是作为TIP122和TIP127的保护管。 3、控制部分( PID控制)