68、固体火箭发动机喷管机电推力矢量控制与船舶节能航行策略研究

固体火箭发动机喷管机电推力矢量控制与船舶节能航行策略研究

固体火箭发动机喷管机电推力矢量控制

在固体火箭发动机喷管的控制中，永磁同步电机是核心部件之一。在三相 ABC 坐标系下，永磁同步电机是一个至少七阶、非线性、强耦合的多变量系统。不过，通过坐标变换到 dq 坐标系，能得到其简洁的数学形式，该形式等效于直流电机的数学形式。

数学模型

• 永磁同步电机方程 ：
  • 表贴式永磁同步电机在 dq 坐标系下的电压方程和运动方程如下：
    [
    \begin{cases}
    U_d = R i_d + L_d \frac{di_d}{dt} - \omega_s L_q i_q \
    U_q = R i_q + L_q \frac{di_q}{dt} + \omega_s L_d i_d + \omega_s \varphi_f \
    J_m \frac{d\omega}{dt} = T_e - T_L \
    T_e = i_q \cdot K_a
    \end{cases}
    ]
    其中，$T_e$ 是永磁同步电机的电磁转矩，$\varphi_f$ 是永磁体的等效磁链，$i_d$ 和 $i_q$ 分别是 d 轴和 q 轴电流，$J_m$ 是电机轴的转动惯量，$K_a$ 是电机的转矩系数，$T_L$ 是电机轴的负载转矩。
• 机电作动器方程 ：
  [
  T_a = J_a \frac{d\omega_a}{dt} + B_a \omega_a