[發明專利]一種直升機振動主動控制系統作動器的雙電機控制方法

有效

• 申請號: 202110423342.4
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113291464B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 鄧景輝;鄧細鳳;汪洋;李明強;王國勝;張樹楨;張若忱;陳新華;賴凌云;梁昆
• 申請（專利權）人: 中國直升機設計研究所
• 主分類號: B64C27/00
• 分類號: B64C27/00;B64C27/04;H02P6/04;H02P6/28;H02P5/747;H02K7/116
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

1.一種直升機振動主動控制系統作動器的雙電機控制方法，其特征在于，所述直升機振動主動控制系統作動器采用偏心輪式作動器，包括偏心輪、無刷直流電機、電機控制器、齒輪傳動組件、機匣組件；所述無刷直流電機包括1號無刷直流電機、2號無刷直流電機，分別對應兩組偏心輪，無刷直流電機用于控制所述偏心輪的相位及電機轉速，控制方法包括如下步驟：

S1：根據系統作動器輸出力給定初始指令(f,φ,A)解算出電機轉速ω₁和偏心輪相位φ₁、φ₂；

根據計算公式(1)計算得到電機轉速ω₁

ω₁＝f*i*60 (1)

其中ω₁單位為轉/分(rpm),i為齒輪傳動組件的傳動比，f為系統作動器輸出力給定頻率；

根據計算公式(2)-(4)計算得到偏心輪相位φ₁、φ₂

φ₁＝φ+θ (3)

φ₂＝φ-θ (4)

其中A是系統作動器給定輸出力幅值，d_m是偏心輪質量重心距離，m是單個偏心輪的質量，ω是偏心輪轉速，φ為系統作動器給定輸出力相位；

S2：偏心輪的初始相位定位控制階段；啟動所述1號無刷直流電機，通過偏心輪的相位環、無刷直流電機轉速環及電流環三閉環控制來實現偏心輪的初始相位定位；

S3：系統作動器合成輸出力的建立階段；啟動所述2號無刷直流電機，通過無刷直流電機轉速環及電流環的雙閉環控制來實現系統作動器輸出力的頻率控制；

S4：系統作動器輸出穩定的合成力階段；該階段主要是利用主從控制策略保持合成力的相位差控制和頻率控制；若輸出力穩定后，所述系統作動器輸出力指令突變，則采用協調控制策略，以滿足輸出力的響應要求。

2.根據權利要求1所述的一種直升機振動主動控制系統作動器的雙電機控制方法，其特征在于，在所述步驟S4中，所述主從控制策略是指，所述1號無刷直流電機先啟動，當所述偏心輪相位差達到2θ時，所述2號無刷直流電機再啟動，當電機轉速穩定在給定電機轉速ω₁后，再采用所述1號無刷直流電機和所述2號無刷直流電機同時加/減速的方法來滿足作動器輸出力與振動交變力相位一致的要求。

3.根據權利要求1所述的一種直升機振動主動控制系統作動器的雙電機控制方法，其特征在于，在所述步驟S4中，所述協調控制策略是指，所述1號無刷直流電機和所述2號無刷直流電機同時啟動，當兩臺電機都達到給定電機轉速ω₁后，檢測兩組偏心輪的實際相位φ₁^*、φ₂^*，計算其實際相位差2θ^*＝φ₂^*-φ₁^*；

若該實際相位差2θ^*與所需相位差2θ不相等，根據實際相位差2θ^*與所需相位差2θ的差值大小，通過調整所述1號無刷直流電機的電機轉速使得所述實際相位差2θ^*與所需相位差2θ相等；

若滿足相位差2θ且電機轉速達到ω₁,此時作動器實際輸出力的頻率和幅值達到即兩組偏心輪合力幅值、頻率與給定交變力的幅值、頻率相符后，作動器實際輸出力和振動產生交變力相位可能存在差異，為消除這一差異，采用所述1號無刷直流電機和所述2號無刷直流電機同時加速或減速的方法，使得φ＝φ^*

根據檢測得到兩組偏心輪的相位φ₁^*、φ₂^*，由以下公式(5)計算得到實際平均相位φ^*