企业需求背景:
传统伺服机构可以满足位置、速度控制精度的要求,但由于对体积、重量要求宽松,其功率密度较低,因此在对集成度、轻量化要求极高的飞行器中无法应用。传统伺服机构在低空飞行器场景会极大降低系统整体的可靠性。对于执行器故障,传统方案存在缺乏有效的检测和分析手段的问题,或者仅在检出故障后简单地断开相应执行机构,这种被动应对方式在飞行器场景中存在显著风险。因此,亟需推动智能执行器系统在高集成度、低噪声、精准控制、高可靠性等方面的突破,为低空飞行器提供高集成高可靠的新型电机驱动系统。
需求详细描述:
委外技术内容:
1)高集成度、轻量化的电机驱动系统
研发飞行汽车电驱动执行机构永磁同步电机及其减速器,通过系统综合设计,并实现全速域无位置传感器控制,降低重量、提高集成度。
2)低噪声、高精度多电机协同控制
提高执行器电机控制品质,包括降低电机及其系统的运行噪声、提高多电机协同控制的精度。
3)智能故障诊断与高可靠容错运行
开发基于人工智能的故障诊断与容错控制模块,支持实时状态监测与冗余切换,确保关键执行机构在发生单点或多点故障时仍能维持安全运行边界。
委外技术指标:
挑战单位需协助企业完成低空飞行器用智能执行器研发,提升系统集成度、可靠性、控制性能以及故障诊断方面的性能。满足以下指标:
1)能实现全速域无位置传感器控制,且电机转子初始位置检测误差<5°;
2)有位置传感器场合,能够无缝切换至无感运行,从检出故障到切换运行过程中,速度误差<5%,电流波动在额定电流范围以内,不触发过流保护;
3)作动器同步误差:作动器减速圈数≤1圈,停止时间≤40ms;同步作动器的位置控制延迟时间<4ms;重复定位误差≤5脉冲当量(作动器反馈位置);
4)分合作动器各速度运行平稳顺畅,无顿挫、抖动或爬行现象,无异常噪声。台架电机工作噪声客观要求:测量距离0.5m时,噪声总值≤50dB(A),各阶次噪声与噪声总值差值≥10dB(A);
5)开发基于人工智能的故障诊断与容错控制模块,支持实时状态监测与冗余切换,确保关键部件在一定故障下仍可安全运行,故障检出准确率≥99%;