基于LabVIEW和PXI的电动直线加载系统

针对某型航天用电动伺服阀,提出一种基于Lab VIEW和PXI的电动直线加载系统(ELLS)以测试电动伺服阀的实际推力。机械结构上采用大导程精密滚珠丝杠副作为力矩/力转换元件,并采用PXI总线搭建了ELLS的硬件架构,选用Lab Vl EW软件开发了上位机软件平台;为抑制ELLS多余力,提出一种基于电流内环、位置内环和力外环的三闭环复合控制策略,并在电流内环中应用基于复矢量PI控制的电流耦合补偿方法。最后,搭建了ELLS,并进行了信号跟踪实验,结果表明ELLS以较高精度有效地测试了电动伺服阀,所提控制方法有效抑制了多余力。     

直线电动力加载系统多余力抑制方法

对基于电动推缸的直线力加载系统多余力抑制方法进行研究。由于被测产品启动/停止瞬间的速度突变,力加载系统不能及时响应,造成加载系统多余力的产生,引起巨大的力超调。采用基于结构补偿和速度补偿的复合控制方法对多余力进行抑制,并设计非线性控制器。试验结果表明：尽管电动推缸存在较强的非线性因素,该方法仍能明显降低大惯量力加载系统的多余力。     

基于直线电机的新型动态加载系统建模与仿真

针对伺服作动器动态性能测试需求,充分发挥电动加载便于安装维护、控制灵活以及直线电机高动态特性的优势,提出由直线电机驱动增力模块,通过机液融合的方式实现小位移、大推力、高频响的动态加载方案。在建立加载系统与伺服作动器系统数学模型的基础上,为提高力加载精度、改善系统稳定性和响应速度,引入多环级联控制与前馈控制的复合控制方案,并基于结构不变性原理通过前馈补偿抑制多余力。MATLAB/Simulink仿真结果表明:提出的伺服作动器动态加载方案与控制策略能够有效改善系统加载性能和抑制多余力,具有良好的工程参考价值。     

被动式力伺服系统的多余力抑制方法

为测试某型电动伺服阀是否满足姿轨控发动机的高推力、快响应要求,采用伺服旋转电机与精密滚珠丝杠的方式,研发了一种被动式力伺服系统(PFSS)。硬件上采用先进的PXI总线搭建了PFSS,软件上采用Lab VIEW作为PFSS的上位机平台;针对多余力严重干扰PFSS加载精度的问题,为抑制多余力,基于耦合被测阀的数学模型,提出一种多闭环复合控制方法,并引入了位置闭环补偿控制,并采用复矢量PI控制应用于电流内环,提出一种模糊自适应整定PID控制方法应用于力外环。实验结果表明,所提控制方法有效地抑制了多余力,满足了"双十指标"。     

电动直线加载系统多闭环复合控制

为实现对某型航天用直线运动伺服系统的半物理实物加载测试,设计了一种模拟其实际受载的电动直线加载系统。针对电动直线加载系统多余力矩强扰动及其他非线性因素影响力矩跟踪精度的问题,提出一种引入前馈补偿,以力矩闭环作为外环、转速闭环为内环的多闭环复合控制策略,并在力矩外环采用模糊自适应PID控制器。给定阶跃信号和正弦载荷进行直线加载跟踪性能对比仿真分析,结果表明在不同频率下有效满足跟踪性能要求;在不同扰动频率和幅值情况下进行多余力矩抑制对比仿真分析,与传统闭环相比,多闭环复合控制策略有效地抑制了加载系统的多余力矩,提高了直线加载跟踪精度和系统动态响应性能。     

基于对角回归神经网络的电动加载系统

在电动加载系统中，多余力干扰和其他非线性因素影响力矩跟踪精度，传统的控制器控制效果不是很理想。本文建立电动加载系统模型，分析多余力的产生机理，提出了基于对角回归神经网络补偿控制，其计算量小。通过仿真实验，电动加载系统有效的减少了多余力等的影响。     

基于改进萤火虫算法的电动负载模拟系统设计

针对飞机舵机电动负载模拟系统因非线性干扰和多余力导致加载性能不良的问题,采用直线音圈电机改变传统加载方式,并提出一种基于不完全随机萤火虫算法、结合扰动信号前馈控制和多工况专家控制的复合控制策略。在前馈环节,以舵机输出位置信号作为扰动,计算并设计前馈补偿控制器对其进行抑制;在反馈环节,采用多工况专家控制,通过对模拟气动载荷工况和误差信号的判断,设计专家控制规则;同时,利用不完全随机初始化法和动态变步长搜索法对萤火虫算法进行改进,使其完成对专家控制的参数寻优。仿真结果表明,系统在复合控制器作用下的加载精度和加载误差均优于传统PID控制系统,对多余力的抑制程度可达78%,控制性能得到明显提升。     

阀控非对称缸被动加载系统中多余力的抑制

从系统的力传递函数出发,分析了阀控非对称缸被动加载系统中多余力的存在对系统加载性能的影响,此多余力经结构不变性原理补偿后在低频段可以很好地被消除,但由于在高频段滞后现象加重,多余力对加载系统的影响仍然存在。针对这一问题提出了采用最优二次型抑制多余力的控制方法,将系统的力传递函数经最优二次型控制理论优化设计并仿真后发现,在结构不变性原理的基础上采用最优二次型的控制方法可以使阀控非对称缸被动加载系统中的多余力在高频段得到较好的抑制,提高了系统的加载性能。     

操纵负荷液压伺服系统多余力抑制策略研究

针对波音737-300飞机飞行模拟机操纵负荷系统,介绍了操纵负荷液压伺服系统的机械结构和工作原理,建立了操纵负荷力加载系统的数学模型并用方框图表示,分析了多余力产生机理,采用以位置信息作为前馈补偿进行多余力的抑制.仿真结果从理论上证明了前馈补偿方案可以很好地解决多余力带来的干扰,实验结果也证明了该方案的有效性和可行性.     

速度同步控制在抑制多余力中的应用

以某直升机旋翼加载系统为例,对被动式力加载系统的多余力抑制进行了研究.提出了传统的结构不变性原理的补偿方案,分析它的优点和不足,进一步提出了利用助力器的控制信号进行速度同步控制、抑制多余力的新方案.仿真和试验结果证明该方案在系统的动态品质、鲁棒性和消扰能力等方面具有相当好的效果.     

直线负载模拟器及其新型CMAC改进算法控制

为检测某型直线阀是否能够达到姿/轨控发动机的推力要求,基于旋转电机加滚珠丝杠的方式,设计了一种直线负载模拟器(LLS)。为抑制多余力,提出一种基于电流环、位置环及力环的多闭环复合控制策略,并在力外环采用一种基于二维非均匀量化的新型CMAC改进算法,引入量化距离来确定高斯权重,并提出一种能够抑制"过学习"现象的新型权重学习方法。仿真及实验结果表明,该方法能够有效地抑制电动直线阀输出位移所带来多余力的干扰,明显地抑制了传统CMAC过学习现象,提高了LLS加载精度。     

电动直线加载系统不确定性分析及扰动抑制补偿研究

为测试某型航天电动直线伺服阀实际工作性能,提出了一种永磁同步电机加滚珠丝杠的电动直线加载方案,采用机理建模方法,建立电动直线加载系统数学模型,并分析系统模型不确定性来源:电机模型结构不确定、驱动器参数摄动、滚珠丝杠扭矩波动和舵机不确定性扰动。针对理论模型,提出基于扰动观测器的双回路控制系统设计方法,通过鲁棒内回路控制结构等价变换,以抑制舵机扰动要求为性能权函数,采用H∞混合灵敏度方法设计内回路扰动观测器,外回路以提高加载系统整体性能为要求,采用PID控制算法。试验结果表明,在加载力2000N,加载频率4Hz下,系统多余力抑制比达到86. 4%,且系统静态和动态加载均达到"双十"指标。     

双阀反馈补偿控制在减摇鳍加载系统中的研究

本文从理论上分析了减摇鳍加载系统存在多余力的特点及其对加载系统控制性能的影响，并通过对多余力产生机理的分析提出采用双阀反馈补偿控制来控制多余力的方法，分析与仿真结果表明，双阀反馈补偿控制对克服系统多余力有很好的效果，可以大大提高系统的鲁棒性和跟踪性能，较理想地实现了减摇鳍加载系统的多余力抑制。     

电动加载系统多余力特性分析

给出了一种电动加载系统的模型,通过把承载系统的角速度作为加载系统的干扰,研究了加载系统多余力的特性,主要分析了加速度和系统刚度对多余力的影响.通过仿真分析了多余力对系统幅频特性的影响,结果表明合理设计系统转动惯量和刚度可抑制多余力.     

分数阶控制器在压力机位置伺服控制系统中的应用研究

针对压力机位置伺服控制系统的大惯量、强非线性等问题,提出一种基于分数阶微积分的分数阶PIλDμ矿控制策略,给出了分数阶控制器的数字实现方式.分数阶控制器的分数阶微积分可以增加传统PID控制器的设计灵活性和系统的稳定性.为验证分数阶控制器的控制效果,在Matlab/Simulink下建立了压力机位置伺服系统模型.仿真结果表明:分数阶控制器的控制效果优于传统的整数阶控制器.     

永磁直线同步电机的模糊自适应分数阶PI~λD~μ控制

分析永磁直线同步电机的数学模型。针对永磁同步直线电机(PMSLM)强耦合、非线性的特点,把整数阶PID控制扩展到分数阶,用Oustaloup递推算法对分数阶微分算子sv进行拟合,用分数阶PIλDμ控制代替常规PID控制并与模糊控制相结合,提出一种模糊自适应分数阶PIλDμ控制器,利用模糊逻辑实现分数阶PIλDμ控制参数的在线调整。并对该控制算法进行仿真研究,仿真结果表明:该控制算法具有较好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性。     

分数阶PID在基于Internet的液压位置实时控制系统中的应用研究

介绍基于Internet的液压位置实时控制系统的概念及挑战。针对基于Internet控制系统中的时延问题,提出对液压位置实时控制系统采用分数阶PID控制方法,并利用MATLAB/Simulink与AMESim的联合进行仿真研究,又采用MAT-LAB/XPC开展实验验证。仿真与实验结果表明:采用分数阶PID控制方法可以有效地补偿网络时延对液压位置实时控制系统造成的影响,且鲁棒性与控制效果明显优于整数阶PID控制方法。     

电动直线负载模拟系统建模与混合校正分析

为测试直线舵机的综合性能,设计了一种由永磁同步电机和滚珠丝杠副进行中间力转换的电动直线负载模拟系统,并建立了该系统的数学模型,结合系统的控制方程,分析了系统的稳定性和多余力矩产生机制,并提出了一种速度环补偿策略,有效抑制了多余力矩;为提高系统加载精度和动态性能,采用非均匀三角隶属度函数的模糊PID控制取代传统PID控制。实验结果表明:该控制算法能够提高力加载跟踪精度和系统动态性能,满足"双十指标",具有一定的工程参考价值。     

双阀并联控制在电液负载模拟器多余力抑制中的应用

为了提高电液负载模拟器加载系统的控制性能,并解决多余力抑制这一技术难题,对流量阀单阀控制电液负载模拟器系统和流量阀与P-Q阀双阀并联控制电液负载模拟器系统进行了建模、仿真和试验研究.仿真和实验结果表明:加载系统采用双阀并联控制比单阀控制的多余力明显减小,动态加载精度明显提高.     

对流量补偿电液负载模拟器的研究

针对多余力影响电液负载模拟器加载精度的问题,增加了流量补偿回路。由于运动的承载系统强迫负载模拟器跟随其运动产生多余力,而多余力是影响电液负载模拟器跟踪精度的主要因素。利用流量补偿速度回路、伺服阀力回路分别控制负载模拟器速度和输出力,从结构上实现力与速度的解耦,消除被测系统主运动对电液负载模拟器加载精度的影响。利用阀口压差对速度回路中的伺服阀流量进行修正,以消除压降对流量的影响从而提高流量补偿回路动态性能。基于PID控制建立系统数学模型并搭建物理仿真模型,通过理论分析和仿真结果分析证明该方案具有可行性。