摩擦加载式电液负载模拟器力矩加载实验

为研究加载结构对摩擦加载式电液负载模拟器力矩加载性能的影响,介绍该负载模拟器的加载原理,搭建单向摩擦加载式电液负载模拟器实验样机.建立该负载模拟器的线性数学模型;设计PID+前馈的控制器,在提高控制精度同时避免引入多余力矩抑制补偿;实验研究弹簧刚度、摩擦盘摩擦性能等对力矩加载性能的影响;着重研究该负载模拟器在强舵机干扰条件下的小幅值力矩加载性能.实验结果表明:摩擦加载式力矩加载方法在结构上不存在多余力矩,能够获得高性能的力矩加载结果.优化弹簧刚度,选用摩擦性能优良的摩擦盘材料,以及设计高性能的控制器均可以提高力矩加载性能.     

摩擦加载式电液负载模拟器大幅值加载机构

为在紧凑的结构尺寸下利用现有的摩擦材料大幅度提高摩擦加载式电液负载模拟器的加载幅值,提出利用大幅值力矩加载机构进行加载的方法.给出加载机构的工作原理,设计并研制一个加载机构样机;利用ABAQUS软件建立该机构的有限元模型,并对该机构进行动态热-力耦合仿真研究,验证该机构的可行性,研究摩擦热的产生特征及其对该机构的影响,发现实际应用时需要对该机构进行充分的散热;利用研制的加载机构,将原有的单向摩擦加载式电液负载模拟器样机改造为大幅值摩擦加载式电液负载模拟器,基于改造的负载模拟器,在PID控制器控制下进行了大幅值力矩加载实验.实验结果表明:改造后的负载模拟器能够精确跟踪高达70 N·m的力矩,该机构能够按设计预期将原有负载模拟器样机力矩加载幅值提高3倍左右,验证了该机构的有效性.     

连接刚度对电液负载仿真台的影响

建立了电液负载信真台加载的数学模型，分析了加载马达与对象（舵机）之间的连接刚度对加载系统性能的影响，并得出一些有价值的结论，为高性能电液负载仿真台的研制提供理论依据。     

汽车EPS电液伺服加载系统

汽车EPS电液伺服加载系统是进行汽车EPS测控系统性能试验的关键设备。为了获得较好的控制性能和加载精度，通过对汽车EPS电液伺服加载系统进行结构设计及模型建立，根据助力特性给出了加载的规律，并对系统进行了PID控制。Simulink仿真结果表明该方法的可行性，系统设计符合要求，能够有效地改善系统的加载性能。     

基于扰动观测器的电动负载模拟器控制系统设计

针对以永磁同步电机作为驱动元件的电动负载模拟器,提出基于扰动观测器的双回路控制系统设计方法.采用机理建模方法,建立负载模拟器数学模型,并通过实验确定系统标称对象模型参数和模型不确定性权函数.以舵机扰动抑制要求为性能权函数,通过控制结构等价变换,采用H∞混合灵敏度方法设计内回路扰动观测器.外回路设计以拓展力矩加载频带为性能权函数设计控制器.对某型电动负载模拟器控制系统的设计和调试结果表明,在最大加载力矩为50 N?m时,电动负载模拟器动态加载平坦段最高频率达到15 Hz,静态加载精度小于0.1 N?m.     

绳传动型舵机反操纵负载模拟器

基于大扭矩、大加载梯度、高精度等加载指标,开展了舵机抗反操纵负载能力研究.首次提出基于绳传动的曲柄-压簧构型方案,相比于传统平面四连杆型方案,其具有传动效率高、数学模型简单、动态响应快、无工作死点、安装方便等优势.经仿真分析,模拟器静态加载误差不大于0.67%,相比于滑块固定状态,滑块随动状态可显著提高加载精度;模拟器动态加载误差不大于6.17%,当加载梯度较小时,宜选用刚度相对较低的压簧,以提高动态加载精度.最后,开展了反操纵力矩标定试验并采用最小二乘法修正,加载偏差可控制在1%以内.研究成果对于飞行器用舵机的大扭矩反操纵负载研究具有重要参考价值.     

电液伺服加载系统的自适应PID控制

在频域分析的基础上针对电液伺服加载系统的特点设计了自适应ＰＩＤ控制器,并给出了数字仿真和系统实际运行的结果,通过对比说明所提的控制方案可以使电液伺服加载系统的性能得到显著提高。     

利用基于同步补偿的角速度差值克服多余力矩

分析了电液负载仿真中载过程中多余力矩的产生机理及其特点,在对电液负载仿真台的多余力矩进行同步补偿的基础上,提出了利用同步马达和加载马达的角速度差值进行前馈补偿方案,以实现对多余力矩的二次补偿。严格推导出了同步补偿后的加载系统的数学模型并对同步补偿系统和前馈控制器进行了设计。     

能量回馈式负载装置高精度加载策略及应用研究

相对于传统加载装置,由变频器及伺服电机所组成的能量回馈式负载单元具有动态响应快、测试节能等优点,已在测试领域得到广泛应用。但是,受负载电机与被试电机机械联接影响,该负载单元加载精度并不理想。以一套电动机能效测试系统为例,建立了该负载单元的抽象简化模型,分析了影响加载精度的原因;提出了两种高精度加载策略,并给出软件通讯方案设计。实测表明,采用比例积分控制及模糊控制策略后,该负载单元的加载精度可由7.0%提升至变频器驱动精度1.0%,能量回馈率高达93%,节能效果显著。     

基于模型参考自适应控制的舵机加载系统研究

电动负载模拟器可以模拟飞行器飞行过程中舵机承受的铰链力矩,是舵机测试和半实物仿真的关键设备之一。根据电动负载模拟器的组成及工作原理,建立了被控对象的参考模型,基于Narendra模型参考自适应控制理论,设计了力矩控制的模型参考自适应控制系统,在考虑舵机较大阶跃扰动的情况下,对加载系统进行了数字仿真,结果表明模型参考自适应控制方法将加载系统带宽从20 Hz提高到30 Hz,实现了电动负载模拟器的快速、高精度控制,验证了该控制策略的有效性。     

基于干扰观测器的惯性平台摩擦补偿方法

为研究摩擦对惯性平台跟踪性能的影响,根据摩擦力的Stribeck曲线建立了平台伺服系统中的摩擦力矩仿真模型,并提出用干扰观测器的方法来补偿其干扰.在介绍了干扰观测器的设计方法的基础上,建立了带有摩擦干扰的平台跟踪系统的控制模型.仿真结果表明,干扰观测器对摩擦干扰力矩有很好的补偿作用,使惯性平台的跟踪精度和抗干扰能力得到了提高.     

Velocity Feedback in Load Simulator with a Motor Synchronizing in Position

0INTRODUCTIONAloadsimulatorisalOadingdevice,suchasthesteeraerodynamicloadingsystemforaircrallordrissile,anditcanimitateanaeedrparnictorqueexertedonthecraft'ssteering--enginewhenthecrallisflyinginair.Disturbancetor'lue,aspecificprobleminloadsimulator,isaprimalfactortOrestrictloadsimulator'sPeiformance.BecausedisturbancetorqUeisindirectproPOltiontothesteering-engine'Svelocityandverylarge,andsometimesexceedsthedesiredtorqUe,itdoesgreatdaxnagetothelOadingprecisionofaloadsimulator,Measllres…     

Continuous rotary motor electro-hydraulic servo system based on the improved repetitive controller

In order to suppress the periodic interference of the continuous rotary electro-hydraulic servo motor,this paper makes the motor tracking the periodic signals with high accuracy,and improves the influence of friction interference to the performance of continuous rotary electro-hydraulic servo motor.The mathematic model of the electro-hydraulic position servo system of the continuous rotary motor was established,and the compound control method was adopted based on the repetitive control,feed forward and PID to suppress the friction interference.Through the simulation,the result confirms that the compound control method decreases the tracking error of the system,increases the robust performance of the system and improves the performance of the continuous rotary electro-hydraulic servo motor.     

电动式位置扰动力矩伺服系统的控制方法仿真

在位置扰动型力矩伺服系统中,由于受力对象的运动给系统带来很大的位置干扰,给系统的校正和优化带来了困难,位置扰动型力矩伺服系统设计的主要任务就是消除它的多余力矩.针对多余力矩和参数变化问题,在建立电动式位置扰动型力矩伺服系统数学模型的基础上,提出了一种新的控制方法:采用单神经元自适应比例积分微分(PID)控制来抑制多余力矩和提高系统的控制性能.仿真结果表明这种控制方法有效地抑制了多余力矩的干扰,提高了系统的鲁棒性和跟踪性能.     

基于动态模糊神经网络的多余力矩抑制方法

针对负载模拟器难以准确建模,多余力矩严重影响力矩加载性能的特点,提出一种基于动态模糊神经网络抑制多余力矩的新方法．该动态模糊神经网络无须较强领域的专家知识,是系统自动建模及抽取模糊规则的网络,且模糊神经网络结构是动态变化的,其模糊规则是在学习过程中逐渐增长而形成的．设计了结合前馈反馈控制和直接逆控制的控制策略,在线更新算法,实时更新网络结构及参数以及时跟踪被控对象逆模型的变化,与其并行的PID控制器的作用在于保持系统的稳定并获得更快速的系统响应和更佳的跟踪精度．通过仿真可以看出基本消除了多余力矩,系统性能得到改善,仿真效果令人满意．