基于复合控制的电液负载模拟器设计

设计了应用于模拟助力器气动载荷的电液负载模拟器,该负载模拟器由推动助力器运动的位置系统和模拟助力器气动栽荷的力加载系统组成.为了解决负载模拟器在位置系统和加载系统之间耦合性的影响和取得良好的跟踪效果,在分析了负载模拟器的耦合关系数学模型基础上,设计了复合控制方法.该方法设计前馈补偿环节以减小位置系统和加载系统所构成的耦合性,利用重复补偿PID控制方法对解耦后的位置系统和加载系统进行控制,用以提高系统的跟踪性能.试验结果表明了该方法的有效性,跟踪性能良好.     

电液负载模拟器多余力的混合补偿策略

针对电液负载模拟器因存在多余力而影响加载精度的问题,建立负载模拟器数学模型,分析多余力产生机制,提出包含定常补偿器和干扰观测器(Disturbance observer, DOB)的多余力混合补偿策略以提高加载精度。首先基于结构不变性原理设计定常补偿器,再通过求解H_∞混合灵敏度问题获得DOB,补偿剩余多余力并提高系统鲁棒性。静态、高频动态力函数跟踪仿真表明多余力减少65%以上,动态响应快速,摄动仿真表明负载模拟器对系统不确定性的影响有较好的鲁棒性;动态加载试验证明了策略的正确性和有效性。     

多通道舵机电动伺服加载器测控系统的设计与实现

针对目前大多数负载模拟器采用电液加载方式所存在的一些问题,并结合实际产品指标需求,提出了一种采用PMAC多轴运动控制卡的电动伺服舵机加载模拟器,详细介绍了控制原理和策略,硬件上阐述了系统的架构和关键参数,软件上提出了采用PTX技术响应时间的措施,很好的满足了现代加载系统的频宽和高精度的性能要求。     

新型结构负载模拟器研究

本文针对飞行器负载模拟器在加载过程中的出现强位置干扰影响加载精度，甚至使加载系统不能运动的特殊问题，设计了一种同步马达位置补偿校正的负载模拟器，这种结构的负载模拟器把舵机位置干扰转化了为一外力扰动，有效地控制了舵机位置干扰的不良影响。位置补偿校正驼达的输入采 用舵机的输入信号，从而使负载模拟器对不同刚度的舵机加载时都能运动起来，为采用先进的控制方法提供了有利条件。使负载模拟器具有较强的适应性。     

刚度和惯量对电动负载模拟器的影响分析

为了提高电动负载模拟器的加载性能,根据电动负载模拟器的系统构成,建立其相应的数学模型,分析系统刚度和负载惯量对多余力矩、系统稳定性和响应速度这3个方面的影响,分析和确定了系统的最佳刚度和负载惯量,利用MATLAB软件对结果进行仿真验证;仿真结果表明:加载后的正弦曲线能够较好的复现,且响应速度快、稳定性好;设计电动负载模拟器最佳的刚度和负载惯量的时候,不仅要考虑到对多余力矩的抑制,还要考虑到系统的稳定性和响应的快速性。     

基于CMAC的电动负载模拟器的研究

为了抑制电动负载模拟器中存在的多余力矩,增强加载系统的非线性抑制能力,提出小脑模型(CMAC)神经网络与经典PID结合的复合控制策略,CMAC网络用于前馈控制,经典PID实现反馈控制,能够快速实时地消除多余力矩对系统的干扰。将存储单元的先前学习次数作为可信度,提出基于可信度分配的权值更新算法,来消除常规CMAC网络的过学习现象。建立了电动负载模拟器的数学模型,并给出了具体的算法流程。经仿真和试验结果表明,该方法具有很强的鲁棒性,有效地抑制了系统的多余力矩,提高了系统的加载精度。     

双电机舵机负载模拟器设计与研究

提出了一种电动负载模拟器的新结构方式,即通过跟随电机进行舵机位置跟随,加载电机进行舵机载荷谱跟随。首先建立了电动负载模拟器的数学模型,分析了多余力矩产生的机理,提出采用双电机加载的方法来抑制多余力矩,然后补偿多余力矩采用基于结构不变性原理的前馈补偿方法,在MATLAB中进行仿真并进行试验,得到了很好的补偿效果。     

新型电液负载模拟器建模及仿真研究

针对传统的负载模拟器中存在的多余力矩问题,提出了一种基于摩擦力矩加载的新型电液负载模拟器,介绍了它的工作原理,建立了加载系统的数学模型,通过分析该新型负载模拟器主要存在的摩擦系数变化导致的控制对象不确定问题,选用模糊自适应整定PID控制方法来满足一定范围内摩擦系数变化的控制要求。仿真结果表明,该智能控制方法与传统的PID控制相比,能够满足更大范围的摩擦系数变化时的控制要求,而且在控制精度和鲁棒性等指标上都比传统的PID控制有很大的改善。     

负载模拟器多余力补偿控制研究

通过改进传统的结构不变性原理,提出了一种在电液伺服负载模拟器动态加载过程中有效抑制由于舵机位置扰动所引起多余力的方案。采用傅里叶变换确定舵机位置信号中的频率分量,运用最小二乘法对各频率分量对应的舵机速度信号的相位进行校正并求和,得出舵机位置系统准确的速度输出信号,从而利用该信号对加载系统进行流量补偿消除系统的多余力。仿真结果表明,改进后的方案能更好地消除负载模拟器的多余力。     

一种电液弹性力负载模拟器及其性能研究

为解决弹性力负载模拟器中多余力及加载精度的问题,提出一种带有电液伺服式补偿阀的弹性力负载模拟器。考虑了位置系统和力加载系统的相互耦合及相互影响,根据液压桥路及液阻理论,通过加入一个伺服式补偿阀,用于排出位置扰动引起的强迫流量;有效地克服了多余力,并提高系统性能指标。建立了在位置干扰下的弹性力负载模拟器的数学模型。采用实物参数进行系统数字仿真,结果表明:弹性力负载模拟器能准确地对位置系统施加弹性力,响应滞后时间约为(0.02~0.03)s,其输出幅值误差为(0.5~1.3)%。     

电动负载模拟器系统模型的建立与辨识

以永磁同步电机直接驱动的电动负载模拟器为具体的研究对象,采用机理分析的方法建立了电动负载模拟器系统的数学模型,并通过实验方法辨识了系统数学模型主要模块的频响特性,为对系统的特性作进一步分析提供了实验依据.     

液压驱动6自由度运动模拟器动力机构控制策略研究

目前,非对称缸动力机构作为驱动部件被广泛应用于液压驱动6自由度运动模拟器,其控制器设计备受关 注。首先推导出了阀控非对称缸动力机构的通用非线性数学模型,在此基础上提出了级联负载压力控制策略,使 得动力机构具有力发生器的特性,从而为进一步实现运动模拟器的分层控制打下了基础。对于每个非对称缸电液 位置伺服系统,考虑到模型不确定性及外干扰的存在,运用滑模变结构控制方法设计外层镇定控制器,实现了对 液压动力机构的镇定及对外界干扰的抑制。同时作为比较,还设计了状态反馈控制器。仿真结果表明提出的控制 策略是有效的、合理的。     

飞行模拟器六自由度运动系统负载交联耦合的研究

以所研制的飞行模拟器液压六自由度运动系统试验样机为研究对象 ,通过建立运动系统的多通道数学模型 ,对并联六自由度运动系统的耦合特性作了定性分析 ,探讨了该类控制系统的特点和适用的控制策略 ,并在试验样机上作了实验研究 ,从理论和实践上对并联六自由度运动系统的负载交联耦合特性作了深入的研究。     

电液负载模拟器的精确数学模型

建立了电液负载模拟器的精确数学模型,更加深刻地揭示了系统的本质,证明多余力不仅与舵机扰动速度有关,还和扰动加速度有关,在此基础上改进了传统的结构不变性原理。试验证明了复杂数学模型的正确性和对系统消扰方法的指导作用。     

刚度、惯性负载对电液负载仿真台性能影响的研究

为提高电液负载仿真台的性能 ,根据电液负载仿真台的数学模型 ,研究了电液负载仿真台中多余力矩的产生机理和影响因素 ,得出多余力矩干扰与舵机系统轴转角的速度、加速度有关的结论。在分析电液负载仿真台的刚度、惯性负载对系统性能影响的基础上 ,提出了电液负载仿真台的一些设计原则 ,为电液负载仿真台及其它被动加载系统的设计提供了参考依据。     

水下滑翔机深度模拟装置仿真及实验研究#br#

深度模拟装置是水下滑翔机半实物仿真的重要组成部分。针对水下滑翔机深度模拟的需求,设计了一种采用电液压力伺服控制系统的深度模拟装置,以此为研究对象,建立数学模型并基于PID控制策略完成仿真分析,仿真结果表明,设计的系统在理论上能够满足模拟装置的要求。以此为基础搭建试验平台,并进行实验研究,实验结果表明,深度模拟装置可以实现准确的压力控制,从而在实验室条件下为水下滑翔机提供精确的深度变化环境,同时也验证了所构建数学模型及控制器设计的正确性。     

负载模拟器中的摩擦力及其补偿控制

介绍了利用变增益PID控制方法补偿负载模拟器中摩擦力的方法。分析了负载模拟器系统中的各种非线性问题和摩擦力矩对高精度负载模拟器产生的非常重要的影响，并对摩擦现象进行了建模，提出了变增益PID控制方法对其进行补偿，为含有强摩擦影响的系统综合控制性能的提高提供了一个解决途径，同时和准积分方法进行了对照，实验证明了变增益PID控制方法的有效性和简洁性。     

双阀并联控制在船舶舵机电液负载模拟器多余力抑制中的研究

由于船舶舵机电液负载模拟器所模拟的水动力载荷很大,要求加载系统不仅要有很大的出力而且具有很大的负载流量。为满足系统大流量的要求而又能有效抑制被动加载时的多余力,提出了由高响应大流量三级电液流量伺服阀和p-qv伺服阀组成的双阀并联控制方案。通过对船舶舵机电液负载模拟器的建模,p-qv伺服阀模型的分析简化,设计了双阀并联控制实时控制系统。对比双阀并联控制和单流量伺服阀控制的试验曲线,可以看出被动加载时双阀并联控制比单流量伺服阀控制可以更有效地抑制舵机系统启停和换向时的多余力,明显改善系统动态加载性能。     

基于数模混合控制的快速光伏模拟器

针对目前光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)算法扰动频率越来越高的问题,设计了一种基于数模混合控制的快速光伏模拟器。模拟器的数字部分采用数字信号处理器(DSP)实现,所提出的算法首先使用四段折线法拟合光伏电池的伏安特性曲线,线性化的拟合结果可简化运算过程;接着采样输出电压、电流,计算出了负载阻抗;最后利用负载阻抗定位法,只用一个运算周期确定光伏模拟器的静态工作点。模拟部分主功率电路为同步BUCK,控制算法采用峰值电流控制以提高电路的响应速度,且其输出电压和电流可跟踪数字部分输出的具有光伏特性的参考值。建立模型分析模拟器的响应时间为0.22 ms,满足光伏变流器的MPPT算法要求。仿真和实验结果表明,理论分析准确,所设计的光伏模拟器具有实用性。