基于比例谐振控制的电动负载模拟器高频率加载控制策略及其稳定性分析

将比例谐振(proportional resonant,PR)控制应用于电动负载模拟器(electric load simulator,ELS)的负载力矩控制,可以有效抑制承载系统主动运动带来的多余力矩,实现高精度加载。但是,PR控制器的谐振频率与加载频率对应,当加载频率较高时,采用PR控制器的ELS系统稳定性通常难以保证,限制了加载频率的提升。针对此问题,对采用PR控制器的ELS系统进行设计与分析。首先对ELS的速度控制器进行设计,为PR控制器的应用奠定基础。对于PR控制器,采用奈奎斯特图,在离散域中对系统稳定性进行分析。同时在PR控制器中引入相角补偿,基于系统稳定性分析,合理设计控制器参数,以保证系统在高加载频率条件下仍然具有足够的稳定裕度与平滑的动态响应,实现高频率高精度加载。在ELS实验平台上进行实验,验证了本文提出方法的有效性。