基于WOA的飞机舵机电动加载系统双环复合控制研究

针对飞机舵机电动加载系统存在舵机与加载电机耦合所造成的多余力矩扰动问题,以无刷直流电机作为加载机构,构建系统数学模型,并提出一种基于鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)的内环电机速度控制、外环力矩控制的双环复合控制策略。在电机速度环控制中,结合Skew Tent混沌映射、动态搜索因子并改进适应度函数设计基于改进型WOA的零基准自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC),利用改进型WOA实现零基准ADRC的参数寻优;在力矩环控制中,设计带有补偿环节的重复PID控制器。仿真结果表明,改进型WOA具有良好的寻优能力,且基于此的双环复合控制策略能够有效提高系统跟踪能力并能明显抑制多余力矩。

飞机舵机电动负载模拟器非线性干扰补偿控制

针对飞机舵机电动负载模拟器存在多余力矩、摩擦及外部扰动等非线性干扰问题,重建飞机舵机电动负载模拟器数学模型,提出一种基于非线性干扰观测器的新趋近律滑模补偿控制。一方面,建立基于LuGre模型的摩擦观测器,通过反演法设计滑模控制器以补偿摩擦干扰、抑制多余力矩,同时设计新趋近律以减轻滑模抖振、缩短收敛时间;另一方面,设计非线性干扰观测器对外部扰动进行实时观测,以达到控制补偿目的。仿真实验发现,在20 Hz条件下,系统力矩输出幅值差为0.2%,相位差为0.04%,表明所设计控制器能够抑制多余力矩、减轻摩擦及外部扰动影响,有效提高系统跟踪精度。

飞机舵机电动伺服系统复合控制方法研究

针对飞机舵机电动伺服系统存在多余力矩干扰不易抑制的问题,根据系统结构组成及工作原理,建立了数学模型。设计了结合BP神经网络的PID控制器参数整定、角速度前馈与力矩速度反馈的复合控制策略,提高了系统的稳定特性和加载精度。利用MATLAB仿真环境进行了系统动态特性实验。仿真结果表明,该方法不仅能够有效抑制多余力,而且使系统具有良好跟踪效果,完全能够达到控制性能指标的要求。