刚度、惯性负载对电流负荷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、加速度有关的结构。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。     

高精度电液负载仿真台的设计

针对电液负载仿真台的特殊性，以克服多余力矩为主线，以提高控制系统的控制性能和加载精度为目的，提出了从机械结构到电气控制较完善的设计思想，并给出设计实例。     

AGC系统负载变化补偿的自适应控制

针对轧机厚度自动控制(Automatic Gauge Control,简称AGC)系统的负载在轧制过程中的时变特性,运用了负载变化补偿自适应控制策略.并采用MATLAB软件的SIMULINK模块对2030系列轧机的AGC系统进行动态特性仿真分析,将传统的电液伺服反馈控制与新设计系统做比较,仿真研究结果表明,设计的自适应AGC系统负载变化时响应更快,且具有更好的动态调节性能.     

提高电液负载仿真台控制性能的动态补偿及仿真分析

从理论上分析了电液负载仿真台存在多余力矩的特点及其对加载系统控制性能的影响,提出在结构上采用同步补偿、并利用同步马达和加载马达的角速度差进行顺馈的综合动态补偿方案,实现对多余力矩的二次补偿,以提高加载系统的控制性能。在建立数学模型的基础上,进行了计算机仿真,仿真结果表明此方法对克服多余力矩、提高系统的控制性能是有效的。     

马达总压力—流量系数对电液负载仿真台的影响分析

引言电液负载仿真台是在实验室里模拟飞行器在飞行过程中舵面所受的空气动力矩的加载装置,是位置扰动型力伺服系统。多余力矩是负载仿真台的特殊问题,由于其值很大,严重地影响了仿真台的加载精度。为了能够真实再现飞行器舵面所受的空气动力,负载仿真台必须是高阶无静...     

减摇鳍电液负载仿真台加载梯度研究分析

介绍了减摇鳍电液负载仿真台的工作原理，建立了仿真台加载系统的数据数学模型，通过对系统传递函数的分析，得到不同加载梯度时加载系统的有扰闭环频率特性曲线，从而分析不同加载梯度对加载系统性能的影响。     

电动装载机双阀芯电液负载敏感系统特性研究

针对装载机传统定量液压系统节流溢流损耗严重、系统流量易受负载扰动和动臂铲斗不能复合动作等问题，提出了一种双阀芯电液负载敏感系统，并设计了不同工作模式下的控制策略，对电液负载敏感系统的特性进行了研究。首先，对比阐述了装载机传统定量系统和双阀芯电液负载敏感系统的构型及原理；然后，从理论上分析了双阀芯电液负载敏感系统的工作和能耗特性，并分别制定了动臂铲斗在阻抗伸出和超越缩回工况下单独动作和复合动作的控制策略；最后，利用AMESim和LMS Virtual.Lab Motion软件搭建了机电液联合仿真模型，并对双阀芯电液负载敏感系统在装载机上的运行特性与节能特性进行了仿真研究。研究结果表明：双阀芯电液负载敏感系统可根据不同负载工况实现工作模式的切换，执行机构的流量仅与电液比例阀开度有关，而不受负载变化的影响，操控性能大大提升；且在一个工作循环内，相较于传统定量液压系统，该系统的能耗降低约71.8%。仿真结果表明该系统提高了装载机作业的平稳性和效率。     

变刚度电液力负载模拟器自适应反步控制

某电液力负载模拟系统以钢丝绳为传递介质,其特性随钢丝绳刚度大范围变化而改变,针对定常控制策略难以实现其大范围控制难题,提出采用自适应反步控制策略。结合间接自适应方法和反步控制方法的优点,通过反步设计方法获得与系统模型参数直接相关的控制器,通过参数预估实时更新刚度值并修正控制器参数,从而补偿刚度变化对闭环控制系统性能的影响。仿真结果表明：在所设计的力加载范围内,该控制算法能够准确预估钢丝绳刚度值,可以实现变刚度电液力负载模拟系统大范围高精度控制,并且可以消除多余力对负载模拟精度的影响。     

负载传感径向柱塞泵实验特性仿真研究

利用功率键合图和Simulink建立了电液比例控制负载传感变量径向柱塞泵的仿真模型，仿真结果与实验曲线基本吻合。通过对该系统的仿真，可以清楚地观察到系统各元件的工作过程和变化状态，为液压系统的设计提供了指导。     

电液负载模拟器同步结构解耦研究

针对电液负载模拟器中的多余力矩问题,以阀控摆动马达电液负载模拟器为对象,在分析研究多余力矩产生机理及影响因素的基础上,提出一种同步结构解耦新方法,具体实现是将加载执行元件设计成复式双层结构,外层同步马达用于跟踪承载对象进行位置同步控制,内层马达用于加载,通过复式结构加载执行元件实现变被动加载为主动加载,从根本上解决了多余力矩问题。给出了复式摆动马达的参数匹配原则、密封及结构设计方案,仿真分析了内外层马达油道配流方式的合理性。最后,通过小梯度加载下电液负载模拟器性能的仿真分析验证了同步结构解耦新方法的正确性及有效性。     

负载模拟器的评价指标体系

总结了当前流行的评价标准,指出其优点和不足,然后从两个方面论述了负载模拟器的指标体系与性能要求:一是从单纯的载荷谱动态跟踪精度出发来评价负载模拟器,提出通过研究舵机本身的运动特性与载荷谱特性来进行加载系统的设计;另外一个方面是从舵机测试需求的角度提出对负载模拟器的跟踪精度的要求,着重讨论了加载精度和舵机位置动态刚度对舵机测试精度的影响。     

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。     

双阀控制在电液负载仿真台中的应用

根据压力伺服阀和流量伺服阀在电液负载仿真台中的应用特点，提出一种由压力伺服阀和流量伺服阀组成的双阀控制加载方案。对比结构不变性原理补偿方法可知，此双阀控制方法在克服多余力矩及提高性能指标方面更有效。     

改进型BP-PID的舵机控制系统研究

针对机械式负载模拟器体积大、成本高及电液式负载模拟器污染大、维修困难等问题,设计了一款电动式直线电机加载测试台。通过Simulink仿真对比了二自由度PID和改进型BP-PID两种控制系统的控制效果。结果表明,改进型BP-PID控制系统不依赖于参数整定,而是通过神经网络多次训练样本自整定出所需参数,稳定性更高、跟踪性更好,完全满足加载测试系统指标要求。     

减摇鳍电液负载仿真台前馈补偿解耦控制研究

针对减摇鳍电液负载仿真台加载系统和减摇鳍驱动系统之间的耦合，设计了前馈补偿解耦控制器，以消除多余力。仿真结果表明，该方法对于消除多余力具有较好的效果，能满足系统加载的要求。在考虑伺服阀的动态特性时，该方法比采用结构不变性补偿原理的方法具有更好的补偿效果。     

电液负载模拟器复合控制方法研究

提出了一种新的电液负载模拟器复合控制方案,采用改进型多余力补偿方法和PID自适应控制器并行的方式来实现对指令控制力的精确跟踪。改进型的前馈补偿方法除了有效地消除了多余力,还提高了系统的动态性能。利用CMAC神经网络的非线性逼近原理设计的鲁棒PID自适应控制器,在一定程度上改善了传统PID控制在快速性和稳定性之间存在的矛盾,降低了系统的非线性和不确定性造成的影响。仿真和试验结果证明了该控制方案的有效性。     

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。     

阀控缸负载模拟多余力抑制研究

针对伺服阀控缸作动器测试平台的物理模型,基于液压伺服方程建立了测试平台的数学模型,找出了电液作动器输出位移与负载模拟器输出力的耦合关联,并基于速度同步控制原理设计了多余力补偿环节。搭建了测试平台的AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真模型和实验平台,进行了多余力抑制仿真和实验研究。结果表明:多余力补偿环节能够有效抑制多余力,提高负载模拟精度,测试平台数学模型、联合仿真模型准确度较高。     

液压驱动Stewart平台非线性自适应控制器设计

电液驱动Stewart平台具有高度非线性特性,且各个通道之间存在严重的负载交联耦合,影响了仿真模拟器运动的平滑性和逼真度.以往这种系统的控制器大都是以驱动分支作为被控对象进行设计的,忽略了各个通道之间负载交联耦合的影响,导致系统控制精度的降低,严重时甚至可能造成系统的不稳定.针对上述问题,提出以动平台为被控对象,根据动平台动力学方程设计一种基于加速度鲁棒观测器的非线性自适应控制器的方法,通过Lyapunov方法证明该控制算法具有渐进稳定性.试验表明提出的控制算法在提高平台控制精度和抑制通道间负载交联耦合方面的效果较理想.     

Nonlinear robust dual-loop control for electro-hydraulic load simulator

This paper investigates on the high performance torque control of electro-hydraulic load simulator (EHLS). In order to suppress actuator׳s motion disturbance, a nonlinear robust dual-loop control scheme is developed, which consists of a open-loop nonlinear velocity feed-forward compensator and a closed-loop nonlinear deterministic robust torque controller. The main function of the open-loop compensator is to decouple actuator׳s active motion disturbance, whereas the torque loop controller aims at guaranteeing the dynamics performance of tracking torque reference. Besides actuator׳s motion disturbance, both the nonlinearity characteristics and friction problem of the EHLS system are taken into consideration in this paper. The effectiveness of the developed method are verified through comparative co-simulations and experiments.