1. Giới thiệu về hệ thống điều khiển bàn xoay mô phỏng máy bay
Các bàn xoay mô phỏng chuyến bay chủ yếu bao gồm ba phần: khung bên ngoài, khung giữa và khung bên trong. Hình 1 cho thấy một sơ đồ của một bàn xoay mô phỏng chuyến bay ba trục của một mô hình nhất định. Khung giữa và khung bên trong là cấu trúc khép kín, và khung bên ngoài thông qua một cấu trúc ngã ba điều chỉnh. Ba khung bên trong và bên ngoài được điều khiển bởi một mô tơ servo để quay liên tục. Một cảm biến như con quay hồi chuyển và người tìm kiếm được gắn trên khung bên trong để cảm nhận thái độ bay và chuyển động góc của máy bay, và tín hiệu I / O của cảm biến và bộ điều khiển được lấy ra từ đế qua vòng dẫn điện, do đó thu thập tín hiệu của nhiều tư thế khác nhau. Chuyển đổi thành quay cơ học của bàn xoay. Ý nghĩa vật lý của ba hộp bên ngoài và bên trong tương ứng cho thấy rằng khung bên ngoài chỉ ra rằng máy bay lệch khỏi tuyến đường, khung giữa cho biết sân bay của máy bay và khung bên trong cho biết máy bay đang lăn. Ba khung hình đồng thời thực hiện hành động để mô phỏng thái độ thực sự của chuyến bay trong không gian 3 chiều.
Phần lái xe của hệ thống chủ yếu được điều khiển bởi một mô tơ servo cho khung bên ngoài, khung giữa và khung bên trong, và các mô tơ servo được điều khiển bởi các bộ điều khiển servo tương ứng để vận hành động cơ. Ba khung hình này cũng được trang bị bộ đồng bộ quy nạp và máy đo tốc độ để theo dõi vị trí góc quay và vận tốc góc của bàn xoay mô phỏng.
Ba khung bên trong và bên ngoài của bàn xoay là độc lập với nhau trong điều khiển, do đó hệ thống điều khiển thông qua sơ đồ thể hiện trong Fig. 2. Lược đồ điều khiển thông qua sự kết hợp của một máy tính chủ và một máy tính thấp hơn. Một máy tính được sử dụng như máy tính trên để theo dõi và quản lý hệ thống điều khiển servo trong thời gian thực. Máy thấp hơn được sử dụng để điều khiển trực tiếp các bộ truyền động của ba kênh. Bởi vì cấu trúc vật lý của mỗi vòng điều khiển kênh là như nhau, nên mối quan hệ kiểm soát giữa ba kênh là một mối quan hệ song song.
Bảng vận hành của máy tính trên được sử dụng để thiết lập trạng thái làm việc của hệ thống và thông tin về trạng thái hoạt động được hiển thị trên máy tính phía trên. Máy tính trên truyền các lệnh thiết lập đến máy tính thấp hơn, và xe buýt giữa máy tính trên và máy tính trao đổi dữ liệu thấp hơn. Máy tính thấp hơn có thể chuyển đổi đầu ra theo tín hiệu phản hồi thu thập được theo thuật toán thuật toán điều khiển được lập trình, và sau đó điều khiển động cơ thông qua đầu ra digital / analog để nhận ra điều khiển thời gian thực của bàn xoay máy bay.
3.1 thiết kế vòng lặp hiện tại
Việc sử dụng phản hồi tiêu cực vòng lặp hiện tại cho phép động cơ có khả năng quá tải cũng như giới hạn giá trị hiện tại tối đa, do đó bảo vệ động cơ không khởi động hoặc phanh nhanh.
3.2 thiết kế vòng lặp tốc độ
Thiết kế vòng lặp tốc độ là một phần không thể thiếu của hệ thống điều khiển vị trí để đảm bảo độ chính xác tĩnh của vòng lặp tốc độ. Hệ thống sử dụng máy đo tốc độ làm thành phần phản hồi tốc độ để tạo thành một vòng phản hồi tốc độ.
Thiết kế vòng vị trí 3,3
Hệ thống điều khiển vòng lặp vị trí của hệ thống bao gồm: vòng lặp tốc độ, PWM, mô men xoắn và máy đo tốc độ. Vì bộ điều khiển vòng lặp vị trí là bộ điều khiển kỹ thuật số, nó có thể được máy tính thực hiện. Khi hệ thống điều khiển thực hiện kiểm soát theo dõi tốc độ, chỉ có tín hiệu vị trí chính xác, nhưng không có thành phần đo tốc độ chính xác. Do đó, tín hiệu tốc độ chỉ có thể thu được bằng phương pháp chênh lệch tín hiệu vị trí, và sau đó điều khiển vòng kín vị trí được thực hiện và độ chính xác của vòng lặp vị trí được chấp nhận. Kiểm soát độ chính xác của vòng lặp tốc độ.
4. Kết luận
Trong bài báo này, sơ đồ điều khiển tổng thể của bàn xoay mô phỏng máy bay được giới thiệu, và mô hình toán học của bàn xoay một khung được xây dựng. Phương pháp thiết kế của bộ điều khiển bàn xoay được giới thiệu, và sự ổn định và độ chính xác của sơ đồ điều khiển được phân tích. Mô hình mô phỏng của hệ thống điều khiển được xây dựng bởi nền tảng mô phỏng MATLAB. Tín hiệu đầu vào mô phỏng được mô phỏng bằng ví dụ, và tín hiệu tần số cố định và lệnh vị trí được gửi cho mô hình mô phỏng. Các kết quả mô phỏng được phân tích. Hiệu quả của chương trình kiểm soát được chứng minh bằng kết quả thực nghiệm.
