伺服作动器动态加载控制系统研究

针对伺服作动器动态加载测试需求,提出由直线电机驱动增力模块对伺服作动器进行动态加载,建立了加载系统的数学模型,并设计了加载系统多闭环与前馈的复合控制方案。其中,基于前馈控制减小系统相位滞后;针对加载过程中因伺服作动器系统位置闭环控制对加载系统产生的强位置干扰,基于结构不变原理进行前馈补偿以抑制多余力;针对加载系统位置环受到不确定的位置干扰问题,将模糊自适应PID用于加载系统力闭环控制,通过实时调节PID控制参数,降低位置干扰对加载系统造成的影响,提高系统的适应能力。仿真试验结果表明,加载系统具有良好的动态跟踪品质,在基于结构不变性原理的前馈补偿控制下大部分多余力得到了有效的抑制,而模糊PID相比传统PID控制,进一步抑制了多余力、减小了力跟踪误差。     

电液伺服加载系统多余力分析

液压缸位置控制广泛应用于各类液压控制系统中,常采用电液伺服加载系统模拟其运动过程中的真实负载。该文首先建立电液比例位置控制和电液伺服加载系统的数学模型;然后对加载过程中产生的多余力进行分析,找出影响多余力的相关因素;最后采用"PID+速度前馈补偿"来改善加载系统的综合性能。     

伺服作动器加载控制系统设计与实验

针对伺服作动器的力加载测试需求,提出基于直线电机的电动加载控制方案。首先建立了加载系统与伺服作动器系统的数学模型,然后,为改善系统特性,提高加载控制精度,采用多闭环加载控制方案,并基于结构不变性原理引入位置前馈补偿抑制多余力;最后通过实验测试验证了加载控制方案的可行性与有效性。     

基于前馈解耦的振动与加载电液混合试验系统力加载跟踪控制研究

针对振动与加载电液混合试验系统力加载跟踪过程中的多余力抑制问题,分析了振动与加载电液混合系统的组成及工作原理,建立了混合系统的动力学模型,并对动力学模型的准确性进行了验证。在此基础上,分析了混合系统加载多余力的产生机理,提出了振动与加载电液混合系统力加载前馈解耦控制算法。搭建了振动与加载电液混合试验台及嵌入式控制系统,利用振动与加载电液混合试验台进行了力加载控制策略的试验研究。结果证明,与传统PI控制器相比,提出的力加载前馈解耦控制算法可以更有效地抑制系统多余力,提高力加载的跟踪精度。     

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。     

电液负载模拟器多余力的混合补偿策略

针对电液负载模拟器因存在多余力而影响加载精度的问题,建立负载模拟器数学模型,分析多余力产生机制,提出包含定常补偿器和干扰观测器(Disturbance observer, DOB)的多余力混合补偿策略以提高加载精度。首先基于结构不变性原理设计定常补偿器,再通过求解H_∞混合灵敏度问题获得DOB,补偿剩余多余力并提高系统鲁棒性。静态、高频动态力函数跟踪仿真表明多余力减少65%以上,动态响应快速,摄动仿真表明负载模拟器对系统不确定性的影响有较好的鲁棒性;动态加载试验证明了策略的正确性和有效性。     

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。     

基于CMAC和PID控制的电液伺服加载系统

该文是对某型飞机起落架加载控制系统的研究,针对该电液伺服加载系统运动干扰产生的多余力,严重影响加载系统的精度,设计前馈补偿器进行校正,仿真表明前馈补偿能够有效地抑制加载中的多余力.同时提出基于CMAC和P复合控制算法的控制方案,对采用复合控制前后的模型进行仿真分析,结果表明CMAC和PID复合控制抗干扰能力强、跟踪精度高,提高了加载系统性能.     

基于先进补偿控制的起落架支柱加载系统设计

介绍了起落架支柱加载系统的工作原理,描述了电液伺服加载系统工作特点,对加载过程中产生的多余力进行了分析与分类。针对多种形态的多余力,提出了复合补偿控制方法,即速度补偿控制和端端补偿控制,并将补偿控制方法应用于加载控制系统控制律中,对采用复合补偿控制方法的前后进行了试验数据对比。试验结果表明,采用复合补偿控制方法能明显消减起落架收放过程中（特别是起动和到位时）产生的多余力,大幅提高了对气动力载荷的跟踪精度,取得了良好的工程应用效果,具有很好的推广应用价值。     

基于速度前馈和内模控制的力加载系统多余力抑制控制

为解决外界干扰引起的力加载系统存在多余力的问题,提出一种基于速度前馈补偿和内模控制的多余力补偿控制策略。建立力加载系统的动力学模型,推导验证速度前馈和内模控制的有效性,利用递推增广最小二乘法(Recursive Extended Least Square,RELS)及零相差跟踪技术(Zero Phase Error Tracking,ZPET)设计出系统逆模型并得到相应的多余力补偿控制器。最后,利用AMEsim建立存在外界干扰的力加载系统的仿真模型进行仿真验证。仿真结果表明,引入多余力补偿抑制控制策略的系统性能得到了较大改善,提高了力加载信号的跟踪精度。     

双阀并联控制在船舶舵机电液负载模拟器多余力抑制中的研究

由于船舶舵机电液负载模拟器所模拟的水动力载荷很大,要求加载系统不仅要有很大的出力而且具有很大的负载流量。为满足系统大流量的要求而又能有效抑制被动加载时的多余力,提出了由高响应大流量三级电液流量伺服阀和p-qv伺服阀组成的双阀并联控制方案。通过对船舶舵机电液负载模拟器的建模,p-qv伺服阀模型的分析简化,设计了双阀并联控制实时控制系统。对比双阀并联控制和单流量伺服阀控制的试验曲线,可以看出被动加载时双阀并联控制比单流量伺服阀控制可以更有效地抑制舵机系统启停和换向时的多余力,明显改善系统动态加载性能。     

转向器试验台角度控制液压伺服系统建模与仿真

该文介绍了汽车转向器试验台研究的重要意义,阐述了转向器试验台的液压伺服系统控制原理,构建了试验台的角度控制伺服系统的物理模型,对汽车转向器试验台的角度控制伺服系统,建立了伺服阀、阀控液压马达、伺服放大器、传感器的传递函数数学模型,并通过Matlab对角度控制伺服系统进行仿真分析,给出了频域特性。根据试验台技术指标,其稳定性满足技术要求。     

大型液压阻尼器试验台架设计及分析

针对大型液压阻尼器试验系统设计了一种电液伺服加载试验台架。台架设计了卧式四导向柱结构及带液压夹紧装置的可移动支座,以满足台架输出加载力大及不同规格试验件安装空间可调的功能需求。运用有限元方法,采用ANSYS软件,校核了台架强度和刚度,并对影响夹紧力的因素及台架振动特性进行了仿真分析。仿真结果表明,台架强度和刚度均满足要求,台架固有频率远高于其加载工作频率,不会发生共振;夹紧力大小与夹紧缸和导向柱之间距离成正比,与导向柱和支座配合间隙以及支座厚度成反比。该研究实现了试验台架总体结构设计及夹紧装置的优化,对于大型电液伺服加载试验台架的实现具有指导意义。     

超磁致驱动器迟滞系统逆模补偿控制

设计了超磁致驱动器和实验系统。针对超磁致伸缩执行器的磁滞非线性问题，对迟滞系统进行了可逆性分析后，采用BP神经网络对超磁致驱动器的迟滞特性建立了逆模型。分别进行了有逆模前馈的开环控制、传统PID控制和PID加逆模前馈的闭环控制来补偿迟滞特性。实验结果表明，逆模前馈补偿器有效地减小了系统的非线性误差，提高了执行器的控制精度。     

大型油气悬挂缸静、动态性能试验台设计

针对大型油气悬挂缸的静、动态性能试验,提出了一种由伺服电机驱动的定量液压泵/马达控制加载液压缸的节能型试验台设计方案,试验过程中能量的回收与存储采用超级电容。试验台可对被试悬挂缸施加多种激励,且液压主回路无节流。建立了加载系统的数学模型,并利用AMESim软件仿真了性能试验过程。研究结果表明：试验台的性能可以满足多种大型悬挂缸静、动态性能试验的需要,且能实现能量回收,相对于阀控系统能耗降低了约92%;超级电容储能方案避免了电机瞬时大功率运行对电网的冲击,大幅降低了配电系统的建设、改造成本。     

电动液压助力转向系统控制策略及其能耗分析

提出了一种运用中位闭式旋转控制阀的电动液压助力转向(EHPS)系统。设计了良好的控制策略以达到能耗最小及系统具有良好的助力跟随性。在没有转向操作时,液压泵和电机以极小的速度运作,且中位闭式旋转阀限制着液压油的流动,实现了能量的储存。当转向盘发生转动时,液压泵和电机以一定的转速运转,提供合适的液压油流量,以产生合适的助力大小。试验结果表明:提出的控制策略能达到预期效果;且与开式EHPS系统相比,闭式EHPS系统具有良好的节能性。     

被动式电液伺服加载系统复合控制方法研究

研究了基于新型补偿结构和非线性PID控制器的被动式电液伺服加载复合控制方法.提出了将加载马达输出轴角位移作为输入信号的多余力矩前馈补偿方案,在有效抑制多余力矩的同时降低了系统阶次.研究了一种带调节因子的非线性PID控制器,克服了常规PID控制器难以解决的快速性与稳定性之间的矛盾.仿真与试验结果证明,该复合控制策略具有较高的载荷谱跟踪精度.     

负载口独立控制系统主被动加载试验台振动特性分析

主被动加载试验台是对负载口独立控制系统进行主动和被动控制性能试验测试的关键设备。为了分析试验台加载过程中加载力对试验台的振动特性的影响,采用有限元网格划分软件Hypermesh对试验台整机进行了网格划分,定义了材料属性,并通过有限元仿真软件ANSYS Workbench对主被动加载试验台分别进行了静力学分析、模态分析、位移谐响应分析和加速度谐响应分析。仿真结果表明:从试验台的振动过程中的固有频率变化、振幅变化、位移响应分布、加速度响应分布、振动传动路径等可知,主被动试验台在加载试验中,将加载力的频率控制在35 Hz以内,可以避免由于加载而产生的试验台共振现象。     

直驱式力马达阀性能检测系统

直驱式力马达阀（FMV）因响应快、控制精度高、抗污染能力强等特点被广泛应用于轧机自动厚度控制系统。对FMV的各项性能指标进行有效、实时的检测是控制钢材生产成本的一个重要环节。传统的伺服阀测试系统一般通过负载腔之间的流量、压力变化来检测其静态特性,这一原理可有效用于三位四通伺服阀的静态性能检测。而直驱式力马达阀是一种特殊的三通阀,它的性能指标无法像常见的三位四通伺服阀一样通过负载腔之间的流量、压力变化来检测。提出并实现了一种直驱式力马达阀性能测试方法,根据液压阀测试性能指标,设计、搭建了用于检测直驱式力马达阀性能的测试平台,有效检测了FMV的性能指标并绘制了其性能曲线。结果表明,根据伺服阀测试标准所提出的直驱式力马达阀性能测试方法以及所搭建的测试系统可有效用于FMV的静态性能指标的检测。     

基于复合控制的电动式伺服力加载系统设计及测试

伺服电动缸具有响应快、同步性好及控制精准的特点,拟选用伺服电动缸取代液压缸作为飞机结构静力试验中的加载执行机构。通过设计电动伺服协调加载系统的控制策略,首次将电动式力控加载技术引入到结构静力试验平台;应用MTS控制系统和BECKHOFF嵌入式控制器,对悬臂框结构件分别进行单通道及多通道的电动伺服加载测试;总结电动伺服加载系统控制参数调试方法。研究及测试结果表明,基于复合控制的电动伺服协调加载过程准确、平稳,基本满足结构强度试验加载要求,具有一定的推广价值。