基于扩张状态观测器的伺服加载模糊滑模控制

针对电动伺服加载测试台存在的间隙、摩擦等非线性控制问题,以滑模变结构控制(SMC)为主体进行了加载控制器设计。分析伺服加载测试台整体结构,提出一种基于扩张状态扰动观测器(ESO)的模糊滑模控制(FSMC)策略。该策略在使用ESO针对伺服加载系统的外部干扰进行观测的基础上,设计了模糊控制对滑动模态面和滑模趋近律进行自适应调节,提高了系统的动态实时跟随能力和干扰补偿能力,并减小SMC控制器稳定时的抖振现象。仿真结果表明:所设计的基于扩张状态观测器的模糊滑模控制器(FSMC-ESO)对比传统SMC及PID控制具有更好的快速响应性和鲁棒性。

伺服加载系统非线性建模及间隙补偿控制研究

分析机械间隙误差对于伺服加载系统加载液压缸位移、负载压力和流量的影响,提出了伺服加载系统机械间隙误差的补偿控制方法,建立了机械间隙误差影响下的伺服加载系统非线性模型。通过Simulink系统仿真和系统实验,对伺服加载系统非线性模型和机械间隙补偿方法的精确性进行验证。实验结果显示:低航速小负载工况时的输出负载力精度误差由18%降低至10%,高航速大负载工况时的输出负载力精度误差由21%降低至8%,被测产品伺服机构在全行程内的输出负载力滞后误差基本消除。

飞行器舵机电动伺服加载系统研究

针对现阶段工程实践的需求,对飞行器舵机电动伺服加载系统进行了理论上的分析和研究,建立了电动伺服加载系统的数学模型,对影响其动态控制系统性能指标的多余力矩进行了分析,引入了速度和加速度补偿以减小多余力矩、提高加载系统性能。进行了相关的数字仿真,最后给出了可行性分析。

气动伺服加载系统的非线性复合控制

气动伺服系统以其具有可压缩性、易实现高速等特点而适用于一种瞬时展开机构的伺服加载测试需求。通过分析气动伺服系统中存在的强非线性及动态不确定性,提出非线性复合控制策略。针对不同的特征,设计不同的控制方法。通过反馈线性化进行变化,将输出控制量分成两个部分-线性部分和非线性部分,采用极点配置原理进行线性控制分量的设计,确保系统的稳定性,借助Maltab LMI工具箱求解线性矩阵不等式;针对系统存在动态不确定性时缺乏鲁棒性,采用Lyapunov再设计方法进行非线性控制分量的设计,确保系统的鲁棒性,采用ITAE优化算法进行求解,确保系统的跟踪精度及快速性。通过理论分析,数字仿真及试验对比验证相结合的方法,展开气动力矩伺服加载控制研究,所设计复合控制方法有效改善了非线性和动态不确定性对系统性能产生的不良影响,提高了系统的动态性能和控制品质。

操纵负荷系统电液伺服加载控制方式的比较研究

在飞行模拟器操纵负荷控制系统中,采用电液伺服加载实现驾驶员在操纵时的力感觉时,常采用位置闭环控制、速度闭环控制和力闭环控制三种方式。为比较三种方式的跟踪性能,基于MAT-LAB平台进行了计算机仿真,同时在所构建的原理样机上进行了实验验证。仿真结果表明力闭环控制方式的跟踪控制精度最高,稳态误差最小;其次为速度闭环控制方式,它的跟踪误差大于力闭环控制方式,稳态误差最大;跟踪性能最差的是位置闭环控制方式,它存在较大的时间滞后,跟踪性能不好。为了验证仿真结果的有效性,在原理样机中进行了位置闭环控制和力闭环控制的力加载实验,实验结果验证了位置闭环和力闭环控制仿真结果的正确性,同时也验证了数学模型以及三种控制方式仿真的有效性。

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。

电液伺服加载系统数字控制的研究

以电液施力系统为对象 ,讨论了数字控制在电液伺服系统中的应用 .将开闭环控制优化设计方法应用到该系统中 ,通过微机 ,A/D ,D/A板来实现对电液伺服系统的控制 ,同时对PID(比例积分微分 )算法也进行了一定的研究 .阐述了该系统的硬件、软件及实验 .对这两种算法的实验的结果进行了对比分析 ,它们均能实现电液伺服控制 ,但是从效果来看 ,开闭环算法的控制指标高于PID算法的指标 .最后对多余力的消除进行了研究 ,实验结果表明消除多余力的方法是成功的 ,行之有效的 .

基于自抗扰控制器的电液力伺服加载系统

在航空关节轴承疲劳寿命及性能评价试验中,采用电液力伺服加载控制系统来模拟关节轴承在工作中所承受的真实运动和载荷。传统PID控制技术在工程实际中大量应用,但其具有对于复杂系统控制精度减低及对环境变化的适应能力不足的缺点,因此无法满足试验机在复杂条件下受力载荷的高性能受力要求。引入自抗扰控制器(ADRC),评估系统的状态信息和扰动信息,解决在极端条件、无扰动数学模型下对动态载荷谱加载的精确控制问题。通过仿真与实验证明:在外部条件相同的情况下,自抗扰控制器在电液力伺服加载系统中的控制效果优于PID控制,系统的响应速度、抗干扰能力以及鲁棒性显著提高。

舵机电动伺服加载控制系统的设计与研究

针对电动舵机加载要求,设计了以交流伺服电机做加载设备的舵机电动伺服加载实验台。此加载装置用于测试电动舵机在近似于真实工作环境下承受各种载荷时,电动舵机可能出现的状况。给出电动加载系统的整体结构及其工作原理,介绍所采用的抗电磁干扰措施。建立电机和力矩传感器的数学模型,给出加载实验台的静、动态性能测试结果。实验结果证实加载试验台可以满足设计要求。

电液伺服加载的神经网络内部反馈控制

针对电液伺服加载系统多余力问题,提出了一种反馈加载系统内部力差信号减少多余力的控制方法。为了消除液压非线性及参数变化等影响,进一步提出基于神经网络内部参考模型调节方法。该参考模型为无舵机扰动时的液压油缸负载压力方程,在加载过程中,将油缸的负载压力与参考模型输出比较,利用神经网络自适应调节能力,消除加载中舵机运动的速度和加速度干扰,同时也克服液压系统非线性,时变参数和扰动的影响,该方法有较好的适用性。

基于ITAE最优控制的电动伺服加载系统控制器设计

提出了一种用于电动伺服加载系统的控制器设计新方法,该方法主要基于 ITAE 最优控制理论,并结合了不变性原理及零极点配置理论。通过仿真,揭示了控制器设计中几个重要参数选择的依据;结果表明该方法具有很好多余力矩抑制能力及控制性能,显示了良好的应用价值。

次级调节伺服加载试验台研究

本文对利用次级调节技术设计的液压伺服加载试验台进行了研究，给出了系统的简化传递函数，并对转速调节回路进行了超前校正，拓宽了转速调节回路的频带。提高了系统的动态性能，收到了良好的效果。

电液伺服加载控制器的设计

该文介绍了一种以TMS320F28335为核心的通用电液伺服加载控制器的设计。文中给出了实现电液伺服控制器的原理方案,并详细进行了相关功能模块电路的设计,同时软件实现了相关的功能,试验结果表明了本控制器满足电液伺服加载的性能指标及功能要求,该控制器已成功地在多种型号的飞机液压作动筒加载测试系统中使用。

基于DSP+FPGA的电动伺服加载系统设计

为满足某火箭炮伺服加载系统在复杂作战环境实时监控、快速定位、精确打击等性能指标,提出一种高性能电动伺服加载系统的设计方案。方案中高低机、方向机的驱动原件为永磁同步电机,硬件控制平台采用DSP+FPGA的体系结构,结合集中控制模块化思想进行设计。鉴于现有轴角检测系统的不足,文中依据DSP和AD2S83设计的角位置与检测系统具有自动零位校准及角位置实时测量的优点。实验表明,系统工作稳定可靠,并且集成度高、实时性好、抗干扰能力强。

二次调节伺服加载系统动态性能影响因素分析

针对二次调节伺服加载系统,建立了动态数学模型,并利用 MATLAB 仿真软件,对系统参数变化和耦合干扰情况下的系统动态性能进行了仿真。仿真结果表明,加载对象的等效转动惯量和等效阻尼系数等参数的变化,主要影响系统的瞬态性能;负载压力波动、加载转矩和转速的波动,主要影响系统的稳态性能。

双面抛光机气动伺服加载系统分析

在双面抛光机中,气动加载系统要求对加载在工件上的抛光压力进行精确控制,从而保证抛光质量。为了达到这一要求,提出了气动伺服加载系统并引入特殊设计的气动数字伺服阀。同时对气动伺服加载系统进行数学建模和模块化分析,最后进行了实验研究。结果表明气动伺服加载系统能满足双面抛光的要求,可以加工出双面超平滑的硅片。

电液伺服加载系统的神经网络逆控制

针对液压加载系统及试件的特殊要求,采用基于径向基函数网络(RBFN)的逆控制器,给出了系统NARMA模型及逆模型存在的条件。该方法使用实际系统的输入输出信号以及径向基函数网络实现系统建模,并利用系统神经网络模型离线训练系统的逆动态作为控制器,以克服由于实际系统所受的扰动而可能引起的控制器(逆模型)不收敛。实际控制表明该系统对期望加载轨线具有良好的跟踪能力,同时对系统干扰和不确定性具有较强的鲁棒性。

电动伺服加载系统用PWM整流器快速响应方法

电动伺服加载系统可更加全面测试电机本体与控制器的稳/动态性能,广泛用于飞控作动器的研发领域。传统双PWM变换器存在响应滞后特性,当负载功率突变,整流器的直流输出电压会产生波动。通过增大直流侧电容容量可抑制电压波动,但电容容量的增大会导致系统调节时间变长,系统的响应速度变慢。通过分析负载突变引起的直流输出电压波动现象,提出一种变iq负载功率前馈控制方法,通过补偿网侧有功电流的方式实现两侧的瞬时有功功率平衡。仿真结果表明,所提方法减小了直流电容容量,提高了系统的动态响应速度。

静力试验用电液伺服加载系统的分析和实验——如何实现高加载精度

静力试验是研究结构件断裂和破坏行为的重要手段 ,多点电液伺服加载系统是这种试验的关键设备。高加载精度是保证试验有效、可靠、准确的关键因素 ,文中分析了影响加载精度的主要因素以及提高加载精度的措施 。

基于开环补偿与鲁棒控制的电液位置伺服加载系统研究

电液伺服加载系统往往存在大范围负载扰动和非线性干扰问题,采用传统PID控制策略一般难以解决,针对这一问题,为有效提高位置伺服的动态品质和稳态精度,提出了一种基于开环补偿与鲁棒控制的电液位置伺服加载系统。首先,介绍了一种电液伺服加载试验台系统的结构组成和数学模型;然后,阐述了扰动抑制的非线性开环补偿方法,分析了基于期望轨迹规划的位置开环补偿控制策略,以及在线预估系统非线性参数的特点,建立了位置伺服控制器的理论模型;阐述了位置伺服系统自适应鲁棒控制策略的模型和方法;最后,进行了电液伺服加载系统实验,验证了基于开环补偿与鲁棒控制的电液位置伺服加载系统的优越性。研究结果表明:与采用PID闭环方式的电液伺服系统相比,基于开环补偿与鲁棒控制的电液位置伺服加载系统的自适应性更强,位置跟踪曲线控制精度更高,当位置跟踪频率为20 Hz时,跟踪误差只有位置指令幅值的15%左右,系统的“双十”频宽可扩展到22 Hz,且其整体抗扰动性能明显也优于采用PID闭环方式的电液伺服系统。