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"。     

基于LabVIEW的电动伺服阀加载测控系统

针对传统电磁阀电磁滞后等不足,用某型电动伺服阀取代电磁阀以满足姿轨控发动机的高推力、高精度要求。为对其进行半实物仿真测试,基于伺服旋转电机加滚珠丝杠,设计了电动伺服阀综合性能加载测控系统。硬件采用先进的PXI总线搭建,软件采用Lab VIEW作为上位机平台,具体设计了主程序、实时程序及通信方式;为抑制伺服阀的位置扰动并提高加载精度,提出一种前馈位置补偿和力闭环PID控制的方法。实验结果表明:用该系统有效地测试了电动伺服阀承受外载能力及其输出位移精度,且满足"双十指标"。     

基于迭代学习的电动直线加载复合控制

为测试某型航天用电动伺服机构的实际工作性能,设计一种以大导程精密滚珠丝杠副为力矩/力转换元件的电动直线加载系统。为克服电动直线加载系统多余力扰动问题,提出一种引入角速度前馈补偿、串入电流内环和位置内环的多闭环复合控制策略;采用一种以分数阶PIλDμ控制器作为力外环的反馈控制、分数阶迭代学习控制(FO-ILC)作为补偿控制的方法。直线加载仿真实验和多余力抑制仿真实验表明,所提控制策略较好地抑制了直线加载多余力。     

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。     

P-Q伺服阀在减摇鳍电液负载仿真台中的应用

由于P-Q伺服阀内部的压力反馈作用,使得采用P-Q伺服阀控制的被动式加载系统能取得较好的抑制多余力效果.通过对P-Q伺服阀工作原理的分析,分别建立了P-Q伺服阀和采用P-Q伺服阀控制加载的减摇鳍负载仿真台的传递函数模型.通过对P-Q伺服阀加载试验曲线的分析表明,采用P-Q伺服阀控制可以有效地抑制减摇鳍仿真台的多余力,特别是减摇鳍系统启动和换向时的多余力.     

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。     

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。     

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。     

P-Q伺服阀抑制电液负载模拟器多余力的研究

建立了采用P-Q伺服阀控制加载的电液负载模拟器系统键图模型,并通过仿真验证了该模型的正确性。通过对P-Q伺服阀和普通的流量伺服阀加载试验曲线的对比分析表明,采用P-Q伺服阀控制可以有效地抑制多余力。     

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。     

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。     

负载口独立控制负载模拟系统多余力解耦补偿抑制控制

以负载口独立控制负载模拟系统为研究对象,针对该系统工作过程中产生的多余力导致的系统模拟负载力精度下降的问题,通过机理建模的方法建立了该系统的各组成部分以及系统的整体数学模型,分析出主系统运动输出位移与负载模拟系统输出负载力之间的耦合关系,进一步基于解耦补偿原理计算出系统多余力的补偿环节。搭建试验平台进行多余力抑制控制试验研究,主要从不同频率位置波动下的多余力抑制效果以及不同负载恒力下的多余力抑制效果两方面展开了研究,结果表明,负载口独立控制负载模拟系统在采用了多余力解耦补偿抑制控制方法后,以上工况位置扰动对负载模拟部分的力控精度的影响得到了大幅削弱,其多余力峰值消除一般可达65%以上,有效提高了负载模拟精度。     

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。     

分流阀控双射流管电液伺服阀研究

针对力反馈射流管电液伺服阀前置级的缺陷,基于劈尖分流原理提出一种新型分流阀控双射流管电液伺服阀。设计以双锥阀芯、分流劈环、双射流管及直杆型反馈弹簧杆等为核心元件的伺服阀结构。确定新结构伺服阀前置级及主阀液流控制的两级控制方案,给出新结构伺服阀前置级力马达磁路、控制阀芯级件及主阀芯组件的数学模型。结果表明:新结构伺服阀输出流量或压力与阀的输入控制电流成比例变化。     

基于VXI总线技术的飞机伺服阀测试数采系统设计

介绍了基于VXI总线技术的伺服阀测试台测试系统的设计方法以及VXI总线设备在Lab VIEW编程环境下数据采集的实现方式,描述了该伺服阀测试系统需要应用VXI总线设备实现的功能,说明了VXI总线设备在Lab VIEW编程环境下的软件设计方案。系统具有较好的实用性,可以带来较好的经济效益和社会效益,为基于VXI总线的测试系统设计提供了参考。     

非对称液压缸位移伺服系统的复合控制策略与试验研究

非对称液压缸的位移伺服系统存在两腔作用面积不等、系统模型不确定等特点,给液压缸高精度位移跟踪控制造成了巨大的困难。对此,提出以速度前馈为主与位移反馈为辅的复合控制策略。设计一种新的以控制电流和阀口压差为自变量的伺服阀流量计算模型,并根据该模型设计液压测试回路,通过测试结果辨识模型中的参数。根据伺服阀流量模型与目标位移轨迹计算速度前馈控制量。基于PI控制求出位移误差反馈控制量。最后,将速度前馈和位移反馈控制量相叠加作为伺服阀的驱动电压。通过试验得出在复合控制策略下液压缸位移跟踪的最大误差与目标位移幅值之比为2.1%,相对PID控制跟踪误差明显减小。提出的控制策略为生产实际中非对称液压缸的位移跟踪控制提供了一种简单、有效的方法。     

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.     

流量伺服阀在液压系统仿真中的描述方法探讨

对电液流量伺服阀在液压伺服系统仿真分析中的建模描述方法进行了探讨,重点对基于流量伺服阀样本数据的描述方法进行了原理阐述。采用Simhydraulics软件搭建了物理测试模型并进行了建模验证,为建立高精度液压系统物理仿真模型奠定了基础。     

阀控非对称缸被动式电液力伺服系统的解耦控制研究

为解决被动式电液力伺服系统中的多余力干扰问题,根据系统特点,提出基于多输入多输出控制系统的解耦控制方法来解决力/位耦合问题。以阀控非对称缸被动式电液力伺服系统为对象,建立系统的数学模型,设计解耦控制器。仿真结果表明:使用该解耦控制方法不仅可以提高系统的跟踪精度和频响,而且可以缩短控制调试周期。     

第十三章 压力伺服

在压力容器、高压设备的耐压试验机和压力机械上,压力伺服是比较常用的一种电液伺服。它与定位伺服不同的是通过压力进行控制,但基本原理是相同的。一、压力伺服的种类压力伺服采用测压仪(压力转换器)做反馈检测器,其基本类型有三种: 1.压力控制伺服阀的使用方法定位伺服采用的伺服阀是流量控制伺服阀,而压力伺服上采用的伺服阀是压力控制伺服阀,它的输入电流是与负载压力成正比的。图1表示采用压力控制伺服阀的压力