新型连续回转电液伺服马达摩擦特性及性能研究

叶片与定子和转子之间的摩擦是马达摩擦特性的决定因素，据此对叶片作了系统的受力分析，通过计算机仿真得到了马达的叶片数量与摩擦力矩的变化规律，提出了改善马达摩擦特性及提高超低速性能的措施，并设计了为验证马达性能的非线性PI和微分前馈的复合控制策略。通过实验对马达的摩擦特性及性能进行了验证，证明该种马达完全能够符合仿真转台的需要。     

灰箱辨识在连续回转电液伺服马达中的应用

为能准确地获得新型连续回转电液伺服马达系统的性能参数,建立了系统的灰箱辨识模型,采用灰箱建模理论进行参数辨识,通过matlab辨识工具箱利用液压系统已知的参数来辨识难以求得的参数.该辨识是一种基于系统物理结构和输入输出测量数据的方法,不但利用了系统的先验物理知识,而且考虑了过程噪声所造成的模型不确定性,能够很好地把握实际系统行为的本质.实验结果证明:该方法对于获得准确液压系统性能参数,建立一个准确模型是非常有效的.     

仿真转台用连续回转电液伺服马达预测滑模控制

针对飞行仿真转台用连续回转电液伺服马达自身存在高度非线性和摩擦、泄漏等外界因素导致的不确定性,不能建立精确的数学模型,以及传统控制策略效果不理想等特点,提出了一种预测函数滑模变结构复合控制策略(PFC-SMC)。电液伺服系统采用了具有状态反馈形式的内模控制理论结构,将内模控制思想和滑模变结构控制思想相结合,利用滑模控制克服外界干扰和参数时变性,利用预测函数控制算法设计内模控制器,实现系统高精度、高频响的跟踪控制,有效抑制了由滑模控制引起的抖振现象。仿真表明:与传统PID控制相比,PFCSMC复合控制算法有效提高了飞行仿真转台用电液伺服系统的低速稳定性和抗干扰能力,极大程度拓展了系统的频响,实现了伺服系统的精确控制。     

QFT在连续回转电液伺服马达中的应用

针对连续回转电液伺服马达系统中存在着某些参数的不确定性及外部干扰,在建立系统数学模型的基础上,研究能够克服对象不确定性和外部干扰的QFT鲁棒控制方法,设计了QFT控制器,通过定量反馈的控制方法提高系统的整体性能.与复合PID控制器进行了比较,理论和仿真结果均证明了所设计控制器的有效性.     

多自由度电液混合运动模拟器动力学分析

为了研究运动模拟器,采用牛顿和罗伯逊-维滕伯格方法建立了多自由度电液混合运动模拟器动力学方程,建模中把运动模拟器结构中的闭链结构看做自由铰约束,使建模过程得以简化,解决了罗伯逊-维滕伯格方法对移动铰、特别是球铰不易应用的难题.该动力学方程与拉格朗日方法相比,具有计算简便、省时的特点,便于运动模拟器的实际动力控制.动力仿真结果与模拟器实际运动相符合,证明动力学方程建模的正确性.     

High precise control method for a new type of piezoelectric electro-hydraulic servo valve

A new type of piezoelectric electro-hydraulic servo valve system was proposed. And then multilayer piezoelectric actuator based on new piezoelectric ceramic material was used as the electricity-machine converter of the proposed piezoelectric electro-hydraulic servo valve. The proposed piezoelectric electro-hydraulic servo valve has ascendant performance compared with conventional ones. But the system is of high nonlinearity and uncertainty, it cannot achieve favorable control performance by conventional control method. To develop an efficient way to control piezoelectric electro-hydraulic servo valve system, a high-precise fuzzy control method with hysteresis nonlinear model in feedforward loop was proposed. The control method is separated into two parts: a feedforward loop with Preisach hysteresis nonlinear model and a feedback loop with high-precise fuzzy control. Experimental results show that the hysteresis loop and the maximum output hysteresis by the PID control method are 4.22% and 2.11 μm, respectively; the hysteresis loop and the maximum output hysteresis by the proposed control method respectively are 0.74% and 0.37 μm, respectively; the maximum tracking error by the PID control method for sine wave reference signal is about 5.02%, the maximum tracking error by the proposed control method for sine wave reference signal is about 0.85%.     

新型直动式压电电液伺服阀复合控制方法

设计了一种新型直动式压电电液伺服阀。该阀采用压电叠堆执行器作为电-机械转换器,提高了电液伺服阀的性能。并针对压电叠堆执行器固有的迟滞和蠕变非线性使得压电型电液伺服系统的输出精度降低,传统的控制方法难以得到很好的控制效果的问题。提出了基于动态Preisach模型的前馈控制和PID反馈控制的一种复合控制方法。实验结果表明,该方法能有效改善新型直动式压电电液伺服阀的输出精度。     

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.     

连续回转马达电液伺服系统辨识及控制

针对连续回转电液伺服马达摩擦力矩和泄漏量的周期性变化对整个系统产生周期性干扰的问题,建立了连续回转马达电液位置伺服系统的数学模型,采用正弦扫频信号作为激励信号,根据连续回转马达自身结构特点,每间隔10°对连续回转马达进行整周的闭环参数辨识.对采集的每组输入、输出数据对序列,采用基于高斯-牛顿优化算法的预报误差法进行系统...     

飞行模拟器操纵负荷系统多余力的抑制

针对基于力回路的操纵负荷系统的内回路存在多余力影响其力感模拟逼真度的问题,依据结构不变性原理提出了速度正反馈结合逆补偿的复合控制方法对多余力进行抑制,并在此基础上,提出了阻尼补偿的方法抑制外回路振荡以增强整个系统的稳定性.仿真结果表明,提出的复合控制策略的可行性,较传统的控制策略能够提高力感模拟的逼真度.实验结果进一步表明,内回路速度正反馈结合逆补偿的控制方法可以有效补偿多余力,上述复合控制策略在阻尼补偿控制器消除外回路振荡的情况下,显著提高了操纵负荷系统力感模拟的逼真度.     

一种新型弯曲关节的建模研究

提出了一种新型的弯曲关节。在一定压强的流体作用下，讨论了弯曲关节的径向变形和轴向变形。建立了流体压强与弯曲之间的静态模型，基于悬臂梁模型，给出了弯曲关节的挠度与流体压强之间的动态模型，在对弯曲关节进行仿真的基础上，讨论了外部结构参数对其动态特性的影响，仿真结果表明，通过选择合理的结构参数，可以使弯曲关节具有很好的动态特性。     

基于ATLAS新型硅磁敏三极管特性仿真研究

通过分析矩形板状立体结构新型硅磁敏三极管基本结构、工作原理和特性,采用Silvaco的ATLAS软件建立新型硅磁敏三极管仿真结构模型,研究基区宽度、复合基区长度等几何结构参数对新型硅磁敏三极管I-V特性、磁电特性和温度特性的影响.仿真结果表明,新型硅磁敏三极管仿真结构模型具有正反向磁灵敏度、集电极电流具有负温度系数,与新型硅磁敏三极管实验特性比较,分析给出几何结构参数对新型硅磁敏三极管特性的影响.     

新型POD推进器尾涡模型的改进研究

针对一种POD推进器水动力性能的数值计算方法,改进了其螺旋桨的尾涡模型.应用简单尾涡松弛方法,计算了不同进速系数下尾涡线螺距角分布,进而根据计算结果找出了尾涡模型中的关键参数———尾涡螺距角与几何螺距角及进角之间的关系,并以解析式的形式表达出来,从而建立了改进的尾涡模型.为检验其有效性和适用性,选用两只螺旋桨进行了实例计算,并与试验结果及旧尾涡模型的计算结果进行了对比分析.通过与旧的尾涡模型计算结果进行比较,发现采用新尾涡模型得到的水动力性能比旧模型更接近于试验数据,表明其计算结果具有更高的精度.而计算结果与两只POD螺旋桨试验数据的比较表明,采用新尾涡模型计算得到的螺旋桨水动力性能和试验结果均很接近,说明新尾涡模型具有良好的适用性.     

流体诱导新型弹性管束强化传热实验

为深入研究不同实验条件下新型弹性管束的传热特性,建立了传热综合实验台,计算得到了管束管外、管内及总传热系数随Re的变化曲线图。实验结果表明:新型弹性管束的管外平均表面传热系数基本为同Re数下的固定管束的3倍以上,强化传热效果明显。对比不同条件下的实验结果可以得出,汽-水换热条件最好、水-水换热条件次之、恒热流条件最差。原因为管内流体介质对弹性管束的振动特性影响较大,振动特性增强使得传热特性增强。