电液负载模拟器的鲁棒控制策略研究

发布时间：2020-10-21 22:22

　　 电液负载模拟器是典型的被动式力伺服系统,主要用于在实验室条件下复现舵面所受各种负载,将传统的实物实验变为实验室条件下的预测实验,从而达到在地面检测舵机性能的目的。随着航空航天和国防工业的发展,对电液负载模拟器的性能指标要求越来越高,所以高性能电液负载模拟器的研制具有重要的理论和实践意义。 在电液负载模拟器中,舵机系统的主动运动将对模拟舵面受力的加载系统产生一种所谓多余力的干扰作用。这种干扰作用具有强度大、随舵机速度不同连续变化的特点,它的存在几乎影响了负载模拟器的所有动态性能。因此,如何抑制和消除多余力就成为负载模拟器的关键技术。 本文在查阅大量国内外资料的基础上,概述了国内外学者克服多余力的研究成果,分析了它们的优缺点,确定了本文的研究内容和方向。 论文建立了电液负载模拟器的数学模型,同时,基于键图理论考虑阀口流量非线性和液压缸液容的时变特性,建立P-Q伺服阀和全系统的键合图。分析了多余力的产生机理及特性,从而为抑制多余力提供了理论依据。在此基础上,应用Matlab对舵机系统和加载系统进行频域分析,利用20-sim软件完成对系统的时域仿真,并采用结构不变性原理来抑制多余力干扰,改善系统的加载性能。为了提高P-Q伺服阀控制加载时的加载性能,本文分析了电液负载模拟器的不确定性,并采用混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器,利用基于线性矩阵不等式的算法求解出鲁棒控制器。通过仿真研究,证明了其有效性。H_∞ 本文在完成控制系统软件设计的基础上,进行了大量的实验研究。实验结果表明,结构不变性原理可以很好地抑制多余力矩,控制器具有较强的鲁棒性。H_∞
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH137
【部分图文】：

7 加载系统控制器；8 力函数发生器；9 舵机系统控制器图 2-2 电液负载模拟器实验台等效模型Fig 2-2 The equivalent model of the load simulator 2-2 中，改变质量块 4 就可以改变系统惯量负载大小；改变弹以改变系统的连接刚度。以下是基于以上假设，对图 2-2 所示。加载系统模型性化后加载伺服阀的流量方程为j qj Vj cj LjQ = K X K P（载缸的流量连续性方程为4tjj j j Lj tcjeVQ A y P C Pβ = + +Lj（略库仑摩擦等非线性因数的影响，加载缸和惯量负载的力平衡

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文根据 20-Sim 仿真软件的编程规则，则截流窗口的流量方程可描vp. f= sqrt(abs(p.e))×sign(p.e)/R应用 20-Sim仿真软件进行键合图建模时，伺服阀的死区可用 2有死区模块描述。电液伺服阀的键合图模型如图 2-6 所示[35] [36]。

的输入电流(A);(rad)惯性力矩、阻力力矩、弹簧力力反馈杆形成的力矩)相平衡(a a le lkdB K F r F r bdtθ + θ+ + + ) 转动惯量(kg.m2)；粘性阻尼系数(N.m/s)；(N.m/rad)；力(N)；受力(N)；到衔铁旋转中心的距离(m)；到喷嘴中心的距离(m)型如图 2-9 所示。其中，回C1 分别代表衔铁组件的转动管刚度之差，变换器TF1 和成马达的负载力矩。
【引证文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 关硕;工程车辆传动系加载试验台研制[D];哈尔滨工业大学;2010年

2 杨智;电液舵机负载模拟器多余力矩消除的研究[D];燕山大学;2012年

3 徐民;夹持同步控制系统的多余力补偿与控制算法研究[D];北京交通大学;2008年

本文编号：2850665