直线舵机电液伺服加载系统的研究

电液伺服加载系统就是用以模拟飞行器在飞行过程中舵面所受空气动力(力矩)载荷谱,完成舵机的带载试验.首先对电液伺服加载系统进行了数学建模;其次根据静态加载和动态加载的特点,分别提出了加载系统的积分分离PID和抗积分饱和PID控制算法.在此基础上,开发了电液伺服加载系统,并进行了被试舵机的加载试验.试验测试表明,所研制的电液加载伺服系统能够满足加载控制系统的要求,有效降低系统响应的多余力,获得了良好的试验效果.     

液压负载模拟器动力机构特性分析及参数选择

负载模拟器通常用于对飞行器的舵机在地面试验时进行人为模拟加载,它是一种被动式负载力电液伺服控制系统。图1是舵机加载系统原理图,图中的右半部分是被加载的舵机液压控制系统;左半部分由给定电位计、力函数发生器、电液伺服阀、液压缸及放大器等主要部分组成、其任务是根据舵机的运动状态(位移y,速度y和加速度y)按给定的力函数(通常是高次函数)对舵机控制系统进行加载,称谓负载模拟器。     

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。     

基于遗传算法的电液伺服加载系统控制器优化

电液伺服加载系统是以阀控液压缸作为执行机构的力伺服系统,其控制器参数的选取直接影响电液伺服加载系统的性能。建立了电液伺服加载系统AMESim仿真模型,对系统阶跃响应进行研究,分析了控制器参数对系统动态特性的影响。构造了优化电液伺服加载系统控制器参数的目标函数,运用遗传算法对系统控制器参数进行优化设计。仿真结果表明:利用经遗传算法优化后的控制器参数,大大提高了电液伺服加载系统的响应速度和控制精度。     

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。     

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。     

弹性缓冲结构在被动式液压加载系统研制中的应用研究

提出在被动式电液伺服加载系统的设计中应用弹性缓冲结构来减缓加载过程中因对象运动而产生的多余力矩对系统性能的影响。讨论了弹性缓冲结构的引入方式、分析了弹性缓冲的作用 ,并对采用弹性缓冲结构的被动式电液伺服加载系统进行了数字仿真和实验研究。结果表明在被动式电液伺服加载系统中采用弹性缓冲结构可以达到有效抑制多余力矩、提高系统性能的作用。     

电液加载系统中的伺服阀

电液伺服阀是电液伺服系统中的关键性元件。本文讨论了电液伺服加载系统中常用的三类伺服阀的特点，分析了它们对加载系统性能的影响，并介绍了加载系统中的选用伺服阀应注意的问题。     

三类伺服阀控制电液负载模拟器的研究

建立了三类伺服阀(流量伺服阀、压力伺服阀、流量-压力伺服阀)控制的电液负载模拟器数学模型,分析了它们加载和克服多余力矩的机理,并进行了仿真和实验研究,为设计和选用被动式电液伺服加载系统中的伺服阀,更好地克服多余力矩以提高系统性能提供了依据。     

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。     

电液伺服加载系统四连杆机构控制器设计

该文针对飞机起落架电液伺服加载过程中非线性传动机构的动态特性进行分析。确认在动态加载过程中因四连杆机构的非线性特性造成的系统动态跟踪效果不佳的具体原因,基于逆系统的思路找到了一种非线性数学模型与PID控制器结合的控制方法。采用模型预测的方法对系统进行误差补偿。使用简化了的电液伺服作动系统数学模型与该控制方法进行MATLAB/simulink仿真。使用此方法大大提高了起落架加载系统的动态跟踪性能。     

电液伺服非线性控制技术研究进展综述

液压伺服执行器在机电一体化系统中得到了广泛应用。针对电液伺服系统中存在的模型参数不确定性、外负载扰动、非对称液压缸执行器建模、输入输出物理约束4个典型科学问题,概述了电液伺服非线性控制技术的研究工作以及相关学者取得的成果,并结合现代控制理论的进展,对今后电液伺服控制技术的研究进行展望。     

基于电液比例伺服复合加载及迭代学习控制的合成绝缘子疲劳试验方法

为模拟合成绝缘子的微风振动状态,实现其疲劳试验过程,研究电液比例伺服复合加载技术。针对合成绝缘子的实际负载工况,设计出一种复合式电液伺服加载系统,包括静态比例加载和动态伺服加载两部分,分析系统工作原理,建立伺服加载的数学模型,设计出基于PD型迭代学习的加载控制方法,实现动态加载力的精确控制,并采用AMESim和Matlab进行联合数字仿真。仿真和实际试验结果均验证了所加载方法和控制方法是正确可行的,能够取得高精度的控制效果。根据所提的加载方法和控制方法,已研制出相应的合成绝缘子电液加载系统,其静态加载力可达150 kN,动态加载力幅值可达20 kN,加载精度达到了0.5 kN,加载频率最高可达100 Hz,连续振动次数达到3千万次     

火箭舵机用直驱式容积控制电液伺服系统的研究

根据火箭的飞行原理和推进器的作用,比较了火箭舵机用阀控电液伺服系统和直驱式容积控制电液伺服系统的各自特点。文章给出了直驱式容积控制电液伺服系统的组成、原理和特点,并对其进行了相关的理论分析和计算机仿真。研究结果表明,用直驱式容积控制电液伺服系统控制火箭舵机的执行机构,其性能指标能够达到火箭飞行执行标准,并具有可靠性高、节能高效、操作与控制简单、小型集成化等诸多优点,对它进行研究有利于我国航天事业的发展,具有一定的重要意义。     

伺服电机直驱式电液执行器的研究

介绍了一种伺服电机直驱式电液执行器的组成及其应用背景;比较了伺服电机直驱式电液执行器和传统电液伺服执行器各自的优缺点;基于AMESim仿真软件,建立了伺服电机直驱式电液执行器的仿真模型和进行了系统动态性能的仿真;搭建了伺服电机直驱式电液执行器的实验样机和开展了相关的实验研究。实验结果表明,这种伺服电机直驱式电液执行器能够满足电站等应用场合的实际需要。     

电液伺服加载系统的数学建模

电液加载伺服系统主要应用于飞行器外壳的强度实验,根据其特点和控制要求,建立了该系统的数学模型,为系统的优化设计提供了理论依据。     

基于复合控制的电动式伺服力加载系统设计及测试

伺服电动缸具有响应快、同步性好及控制精准的特点,拟选用伺服电动缸取代液压缸作为飞机结构静力试验中的加载执行机构。通过设计电动伺服协调加载系统的控制策略,首次将电动式力控加载技术引入到结构静力试验平台;应用MTS控制系统和BECKHOFF嵌入式控制器,对悬臂框结构件分别进行单通道及多通道的电动伺服加载测试;总结电动伺服加载系统控制参数调试方法。研究及测试结果表明,基于复合控制的电动伺服协调加载过程准确、平稳,基本满足结构强度试验加载要求,具有一定的推广价值。     

电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制研究

以电液伺服闭式泵控系统为研究对象,提高其位置控制精度及响应速度为目标,提出电液伺服闭式泵控系统位置前馈补偿控制算法。首先,对电液伺服闭式泵控系统数学模型进行推导,得出位置控制系统传递函数;其次,推导位置控制前馈补偿控制器,该控制器可依据系统运动轨迹变化实时补偿定量泵转速,实现系统高精度位置输出;最后,在电液伺服闭式泵控实验平台上,对系统的位置控制性能进行试验研究并给出定量分析。实验结果表明：前馈补偿控制器可大幅提高系统位置控制性能。研究成果将为电液伺服闭式泵控系统高精度位置控制奠定基础,对泵控技术的工程推广具有积极的意义。     

伺服阀流量动态校正改善电液位置系统性能的理论和方法

电液位置伺服系统起动过程会造成系统压力突降和执行器运动速度大幅波动,产生液压冲击;当系统有多个执行器工作时,系统压力突降会导致其他执行器产生误动作,甚至发生安全事故。针对上述问题,提出两种解决方法。一是将位置控制过程分解为速度和位置两个控制过程,且执行器的最大速度由系统最大流量和液体的压缩性限制。二是利用阀口压差对伺服阀流量进行修正。理论上阐述了两种方法的原理,采用数字仿真和试验进行了验证,结果表明,在不影响系统响应特性的前提下,两种方法可以消除电液位置伺服系统起动过程中的系统压力突降和产生的冲击。     

容积伺服一体化系统泵控单元传递效率特性

电液伺服泵控单元是容积伺服一体化电液系统的重要组成部分,由伺服电机与双向闭式泵集成于一体。电液伺服泵控单元作为整个系统的动力输入与控制单元,其自身的传递效率直接影响了系统的输出效率,所以电液伺服泵控单元的能量传递效率已经成为了衡量该系统性能的一个重要指标。通过建立容积伺服一体化电液系统数学模型,重点分析影响伺服电机与双向闭式泵传递效率的各种能量损耗,得到电液伺服泵控单元效率模型,并对电液伺服泵控单元在不同负载工况下进行了效率特性测试,将为容积伺服一体化电液系统的工程推广应用奠定基础。