阀控摆动马达被动式电液力伺服系统的控制研究

发布时间：2017-09-03 23:27

  本文关键词：阀控摆动马达被动式电液力伺服系统的控制研究

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【摘要】：被动式电液力伺服系统是用来模拟在实验室条件下飞机、导弹等飞行器飞行过程中舵机所受力矩加载的一种半实物仿真设备，是典型的电液负载模拟器。随着世界形势的变化，国防建设显得尤为重要，对被动式电液力伺服系统的力矩加载精度及动态频响等提出了很高的要求。论文对被动式电液力伺服系统进行了深入地分析研究，针对控制系统提出了相应的控制策略，提高了系统的控制性能。 论文阐述了被动式电液力伺服系统的组成及工作原理，利用机理建模的方法，建立了两种数学模型，，通过比较选用了一种精准的数学模型作为系统控制分析的依据。通过对系统数学模型的分析，找出了影响系统多余力矩产生的原因；为了消除多余力矩对系统产生的影响，采用了传统控制中的线性PID控制器来提高系统的跟踪精度，利用前馈补偿原理分别比较了常见的补偿方法，并提出了一种新的补偿结构，通过仿真分析可知，这种补偿结构可以很好地抑制多余力矩的干扰且降低了补偿环节的微分阶数，在物理上比较容易实现；为了克服利用PID控制时参数的不易调节及在小加载梯度上应用的局限性，利用多源信息融合技术中的信息最优融合估计定理设计了最优预见控制器，通过仿真比较，系统的跟踪性能及多余力矩的抑制效果都得到了进一步提高，从而验证了此种方法的有效性。最后对系统的硬软件进行了设计，并通过实验平台对所设计的控制方法进行验证，实验结果表明，系统的各项指标满足设计要求，这也说明了控制系统设计的准确性和有效性。
【关键词】：被动式电液力 PID控制 多余力矩 多源信息融合 最优融合估计
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137;TP273
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题的背景及研究意义8-9
• 1.2 被动式电液力伺服系统的发展状况及技术难点9-15
• 1.2.1 国内外研究现状9-12
• 1.2.2 被动式电液力伺服系统存在的技术难点12
• 1.2.3 主要技术问题的解决方法12-14
• 1.2.4 技术评价指标14-15
• 1.3 论文主要研究内容15-16
• 第2章 被动式电液力伺服系统建模及分析16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 被动式电液力伺服系统组成及工作原理16-17
• 2.3 被动式电液力伺服系统数学模型的建立17-26
• 2.3.1 加载系统数学模型的建立17-20
• 2.3.2 两种模型比较分析20-24
• 2.3.3 承载系统数学模型的建立24-26
• 2.4 被动式电液力伺服系统多余力矩分析26-30
• 2.4.1 被动式电液伺服系统多余力矩产生机理26-28
• 2.4.2 多余力矩特性分析28-29
• 2.4.3 加载梯度对加载性能的影响29-30
• 2.5 小结30-32
• 第3章 被动式电液力伺服系统控制器设计32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 加载系统特性分析32
• 3.3 加载系统控制器设计32-36
• 3.4 多余力矩抑制的控制策略36-44
• 3.4.1 前馈补偿基本原理36
• 3.4.2 多余力矩抑制方法分析36-37
• 3.4.3 常规补偿及局限性37-38
• 3.4.4 改进补偿结构设计38-41
• 3.4.5 前馈补偿分析41-42
• 3.4.6 前馈补偿在小加载梯度下的应用42-44
• 3.5 小结44-46
• 第4章 多源信息融合技术在被动式电液力伺服系统中的应用46-54
• 4.1 引言46
• 4.2 信息融合最优控制器设计46-49
• 4.2.1 最优跟踪控制问题46-47
• 4.2.2 可预见的最优融合跟踪控制设计47-49
• 4.3 仿真分析49-53
• 4.3.1 主动加载仿真49-51
• 4.3.2 多余力矩仿真分析51-53
• 4.4 小结53-54
• 第5章 被动式电液力伺服系统硬软件设计54-62
• 5.1 引言54
• 5.2 系统硬件设计54-58
• 5.2.1 元件的选择55-56
• 5.2.2 控制系统模块的选择及设计56-58
• 5.3 系统软件设计58-61
• 5.3.1 软件总体结构58-60
• 5.3.2 系统流程图60-61
• 5.4 小结61-62
• 第6章 被动式电液力伺服系统的实验研究62-70
• 6.1 引言62
• 6.2 被动式电液力伺服系统实验平台简介62
• 6.3 实验研究62-69
• 6.3.1 系统静态加载实验62-64
• 6.3.2 多余力矩测试64-65
• 6.3.3 多余力矩抑制65-66
• 6.3.4 加载力矩跟踪实验66-69
• 6.4 小结69-70
• 第7章 结论70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读硕士学位期间的研究成果78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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2 张同祥 ,胡庆超 ,易盂林;电液伺服加载系统的优化设计与研究[J];华中工学院学报;1984年06期

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4 甄子洋;王志胜;王道波;;基于信息融合最优估计的非线性离散系统预测控制[J];自动化学报;2008年03期

5 周军,王志胜,周凤岐;基于线性均方估计的数据融合理论[J];宇航学报;2003年04期

6 张伟;袁朝辉;章卫国;;被动式电液伺服加载系统复合控制方法研究[J];中国机械工程;2008年20期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刁利军;电力推进负载模拟系统研究[D];北京交通大学;2008年

本文编号：787999