飞控系统伺服作动性能评估与可靠性分析方法研究与软件实现

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目飞控系统伺服作动性能评估与可靠性分析方法研究与软件实现学科专业检测技术与自动化装置学号201121250205作者姓名饶小龙指导教师刘强教授分类号密级注1UDC学位论文飞控系统伺服作动性能评估与可靠性分析方法研究与软件实现（题名和副题名）饶小龙（作者姓名）指导教师刘强教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业检测技术与自动化装置提交论文日期2014.05.19

2、论文答辩日期2014.05.21学位授予单位和日期电子科技大学2014年06月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFSERVOSYSTEMPERFORMANCEASSESSMENTANDRELIABILITYANALYSISINFLIGHTCONTROLSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:DetectionTechnologyandAutomat

3、icEquipmentAuthor:RaoXiaolongAdvisor:Prof.LiuQiangSchool:SchoolofAstronautics&Aeronautics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科

4、技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要伺服作动系统是飞行控制系统的重要分系统之一。伺服作动系统控制性能和可靠性直接影响着飞行器的飞行安全。在统计数据中，飞行器绝大多数的飞行故障来自于伺服作动系统。典型的伺服作动系统主要包括伺服控制器和伺服作动器两部分，为了保证伺服作动系统的安全可靠

5、，分别对伺服控制器的控制性能和伺服作动器的可靠性进行评估和分析是非常重要的。本论文对飞行控制系统的伺服控制器性能评估方法和伺服作动器可靠性分析方法进行了研究，并在此基础上，采用VisualC++6.0结合MicrosoftAccess数据库开发出一套伺服作动系统控制性能评估与可靠性分析软件。主要内容包括：（1）研究了伺服控制器性能评估方法，主要针对控制系统的对随机扰动的抑制特性，以Harris提出的最小方差准则作为性能评估的基础，借助闭环控制系统的常规输出数据与系统的时间延迟，采用时间序列分析方法，通过提取系统的反馈控制不变项而得到理想的最小输出方差，并与

6、系统的实际输出方差对比得到评估指标。在此过程中对当前的时间序列模型辨识方法中存在的不足进行了分析，并在此基础上改进了模型的辨识算法，通过仿真验证证明该算法大大减小了计算复杂度，并且改善了对缓时变扰动的跟踪效果，更加符合实际应用。（2）研究了伺服作动器的可靠性分析方法，主要采用故障树分析方法对伺服作动器潜在的故障模式进行分析，对大规模故障树定性分析和定量分析的实现过程中存在的NP(Non-deterministicPolynomial，非确定多项式)难题，分析了问题出现的原因，选择采用模块化分解的思想加以解决，并提出了一种行之有效的算法加以实现，通过实例验证

7、证明该方法大大减小分析和计算的规模，提高了效率。（3）在上述方法研究的基础上，分析伺服作动系统性能评估与可靠性分析软件的需求，提出软件设计的总体框架和方案，并对各功能模块进行详细设计与实现，最终开发出一套应用软件，能够快速高效的对伺服控制器的控制性能和伺服作动器的可靠性进行评估和分析，并对每次试验的数据信息进行有效的管理，大大提高了伺服作动系统设计者和维护者的工作效率。关键词：伺服作动系统，控制性能评估，最小方差，故障树分析，模块化分解IABSTRACTABSTRACTServosystemisoneofthemostimportantsubsystems

8、offlightcontrolsystem.Theflightsa