基于CAN总线起落架加载试验系统的设计与实现

针对某无人机起落架电液加载试验中参数实时测量以及系统分散控制的特点,设计了一种基于CAN总线的某无人机起落架加载试验系统;对加载系统建立了数学模型,对多余力的构成进行了分析,应用结构不变性原理设计了补偿消扰器,将起落架系统的主动运动对加载系统构成的位置扰动输入进行了前馈补偿,从而消除加载过程中的多余力;针对加载实验对象多通道同步进行的要求,设计CAN总线系统进行实验加载过程的控制;结果成功应用于某无人机起落架系统实际的加载试验系统中,实现了系统的要求。     

电液伺服加载系统控制方法的改进研究

电液伺服加载系统用于仿真飞行器在空中飞行所受到的气动力状况,有效的消除由舵机的主动运动所引起的多余力是电液伺服加载中的核心问题.针对此问题采用经典的结构不变性原理设计消扰控制器进行消扰时所存在的消扰器微分阶数较高,信号的品质不好,实现起来比较困难等缺陷,选取了不同的反馈输出信号进行改进设计,降低消扰器阶数,并通过测量内部反馈信号来补偿伺服阀的流量变化.建立了电液伺服加载系统数学模型,并利用该模型对改进设计进行仿真验证.试验结果表明:改进设计系统满足预期指标要求,较好地消除了加载系统跟踪的滞后,有效减少多余力,效果令人满意.     

舵机电动加载系统多余力抑制策略研究

多余力是导弹舵机电动加载系统中存在强位置干扰的主要因素,为使电动加载系统的仿真度和可靠性进一步提高,必须对多余力进行抑制。文章在建立舵机电动加载系统数学模型的基础上,分析了多余力产生的机理,并采用前馈补偿原理对多余力进行了补偿,从根本上减小位置干扰的影响。仿真结果显示,系统精度及抗干扰能力有进一步提高,说明该方法是可行有效的。     

试验台多通道加载系统的控制方法研究

试验台多通道加载系统是一种半实物仿真设备,能够在试验室条件下经济、有效地模拟飞机在飞行过程中所受到的舵面气动力矩载荷.通过分析加载系统多余力产生的机理,采用基于结构不变性原理的多余力补偿方法,加载系统可以有效地抑制舵机运动引起的干扰,实现较高的动态加载精度.     

伺服加载的一种新反馈控制方法

电液伺服加载广泛用于航空工业中模拟飞行器的气动力.对于运动加载进行了大量的研究,但在实践中,还不能有效地解决多余力问题,因为舵机系统在加载系统的输出加入了强干扰.与一般从外部引入信号消除多余力方法不同,提出一种通过内部反馈减少多余力的新控制方法,可测量的内部反馈信号补偿伺服阀的流量变化,从而消除了加载系统跟踪的滞后,反馈以后,强耦合效应已不是主要的问题,舵机运动的速度干扰多余力消除了.通过模型仿真进行了验证.文章结论:运动加载中,内部反馈能够消除多余力,具有一般的适用性,工程实现上,反馈函数简单,反馈信号可以在实际中测量到.     

基于CMAC的电液负载模拟器自学习控制

通过建立某飞行器舵机电液负载模拟器与操舵系统联动的数学模型，分析了电液负载模拟器的多余力产生原理。提出了采用结构不变性原理设计补偿环节的基于CMAC神经网络的控制结构和算法。通过对系统的动态仿真表明，该方法可有效地抑制多余力，明显改善电液负载模拟器的动态加载性能。     

飞行模拟机操纵负荷系统力加载性能研究

在飞行模拟机操纵负荷系统中,力加载系统的性能对系统力跟踪精度与快速性有很大影响。为了有效抑制系统多余力,提高力加载系统动态性能,选用永磁同步电机作为系统执行机构,使用前馈校正+串联校正复合控制策略对飞行模拟机操纵负荷系统进行改进。在MATLAB/SIMULINK中对系统进行建模与仿真,实验结果表明以永磁同步电机为执行机构并使用串联校正+前馈补偿复合控制策略的电动力伺服加载系统可以有效提高操纵负荷系统力跟踪精度及快速性。     

高精度快速加载安全带固定点试验台的研究

本文介绍了一种新型高精度快速同步加载安全带固定点试验台,并分别阐述了该试验台的组成、控制原理、控制策略。首先,采用电液伺服系统加载方式,通过专用实时数字液压伺服控制器,实现9通道单轴或多轴快速同步加载试验,得出机械台架结构合理、强度高以及角度、位置调整方便;其次,采用先进PID控制和速度前馈、加速度前馈、伺服阀死区零点补偿、参数自适应调整等多种控制策略,提高试验系统加载精度。结果表明,该试验台在各种负载及加载参数情况下仍能保持优良性能,具有较强的自适应能力。     

风扰模拟力加载器控制系统设计

针对用于风扰模拟的力加载器系统,设计以DSP为核心的数字控制器。在传统的位置伺服控制的基础上,设计力反馈控制回路,同时使用前馈补偿抑制由于承载对象运动而导致的多余力。使用粒子群算法进行控制器参数整定。试验结果表明,该力加载器能够进行有效地进行各种类型的风扰模拟,具有较高的控制精度和响应速度,能够良好的克服多余力干扰。     

双阀补偿在船舶电液加载系统中的应用

本文对减摇鳍被动式电液加载台装置进行介绍，并着重介绍了一种消除此装置中多余力的补偿方法(称为“双阀补偿”方法)。并根据不同的补偿阀输入指令来源，给出了两种具体补方案，建立了各自数学模型，并进行了仿真，结果表明：采用此种补偿方法，对于消除多余力。有比较理想的效果。     

Composite Nonlinear Bilateral Control for Teleoperation Systems With External Disturbances

This paper presents a new composite nonlinear bilateral control method based on the nonlinear disturbance observer (NDOB) for teleoperation systems with external disturbances. By introducing the estimations of NDOB and systems' nominal nonlinear dynamics into controller design, a NDOB based composite nonlinear bilateral controller is constructed to attenuate the influence of disturbance and uncertain nonlinearities. As compared with the existing bilateral control methods which usually achieve force haptic (i.e., contact force tracking) through a passive way, the newly proposed method has two major merits: 1) asymptotical convergence of both position and force tracking errors is guaranteed; 2) disturbance influence on force tracking error dynamics is rejected through the direct feedforward compensation of disturbance estimation. Simulations on a nonlinear teleoperation system are carried out and the results validate the effectiveness of the proposed controller.      

基于MCGS的前馈-反馈复合控制系统的设计

根据系统工艺要求及实际需要,给出了流量液位前馈一反馈计算机复合控制系统的设计方案及实施方法,着重说明了MCGS组态软件在设计开发计算机流量液位前馈～反馈复合控制系统中的应用。实际运行结果表明,前馈一反馈复合控制系统对可测量的外部扰动具有及时补偿的能力,具有一定的实际应用价值。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

本文提出了一种基于滑模变结构控制原理的无位置传感器控制方法。通过分析永磁同步电机的模型,应用滑模变结构控制原理,提出了一种针对永磁同步电机的无位置传感器控制策略。它利用电机中容易测得的定子电流、直流母线电压,通过滑模变结构控制原理来估算转子位置。利用Matlab／Simulink对系统进行了仿真,仿真结果表明,转子位置估算结果基本与实际位置一致。     

永磁直线电机扰动估计与补偿的位置反步控制

由于永磁直线同步电机直接驱动负载,负载突变、摩擦力和推力波动等各种干扰也将无缓冲地直接作用于电机动子上,如果不加以考虑,将会严重影响伺服系统的精度.为了克服不确定性扰动给永磁直线同步电机位置伺服系统带来的不良影响,提出一种鲁棒反步控制策略.首先,对永磁直线同步电机的数学模型进行分析,将负载阻力、推力波动和摩擦力等作为总干扰;然后,设计一种观测器对总干扰进行估计,将干扰的估计值引入到反步控制律中,起到对扰动进行补偿的作用,并利用Lyapunov函数分析系统的稳定性;最后,通过与不带扰动补偿的反步控制进行仿真比较,结果表明所提出的控制策略能够有效消除不确定性扰动对系统的影响,增强伺服系统的鲁棒性,提高电机位置的跟踪精度.     

螺旋桨负载平衡装置控制系统设计及仿真

以一螺旋桨负载平衡装置为研究对象,通过对该装置在俯仰及偏转位置角度的控制,以达到对该装置方位控制和负载力平衡的目标。基于该系统强的耦合特性,通过状态反馈策略实现对系统解耦,并结合位置控制,实现该装置方位和俯仰角度的精确控制。同时,为了应对负载突变扰动对该装置位置及姿态影响,一个干扰观测器被设计出以用于实时观测外部干扰推力大小,最后,通过前馈补偿的方式提高该装置对干扰抑制的响应效果。通过系统动态模型建立、解耦设计、位置控制设计、扰动观察器设计和基于该观察输出的前馈干扰抑制补偿设计等研究,实现了当外载荷突变时的扰动抑制及姿态控制。研究结果表明引入干扰观测器及前馈补偿调节控制器时的扰动抑制能力得以增强。这对于基于该装置的平台的稳定性提高有着极大的工程应用价值。     

推力矢量可倾转四旋翼自抗扰飞行控制方法

针对常规四旋翼难以实现位置和姿态独立控制问题, 研究了一种具有全向推力矢量的可倾转四旋翼飞行 器系统. 为克服系统的大范围不确定性、强耦合性及外部风扰影响, 设计了基于自抗扰控制(ADRC)技术的飞行控 制器. 通过建立风扰下的系统动力学模型, 分析阵风对旋翼气动力的影响. 接着将系统解耦为六通道单回路结构并 分别设计自抗扰控制器, 引入扩张状态观测器估计系统的内外扰动, 利用非线性状态误差反馈律输出扰动补偿控 制. 在此基础上, 通过变量代换线性化控制分配矩阵, 将控制器输出直接映射到旋翼转速和倾转角. 仿真结果表明, 所设计的自抗扰飞行控制器具有良好的位置和姿态独立控制能力, 能够有效地估计和补偿紊流风扰动, 同时对系统 的部分动力失效故障有较强的鲁棒性.