电动直线加载系统多闭环复合控制

为实现对某型航天用直线运动伺服系统的半物理实物加载测试,设计了一种模拟其实际受载的电动直线加载系统。针对电动直线加载系统多余力矩强扰动及其他非线性因素影响力矩跟踪精度的问题,提出一种引入前馈补偿,以力矩闭环作为外环、转速闭环为内环的多闭环复合控制策略,并在力矩外环采用模糊自适应PID控制器。给定阶跃信号和正弦载荷进行直线加载跟踪性能对比仿真分析,结果表明在不同频率下有效满足跟踪性能要求;在不同扰动频率和幅值情况下进行多余力矩抑制对比仿真分析,与传统闭环相比,多闭环复合控制策略有效地抑制了加载系统的多余力矩,提高了直线加载跟踪精度和系统动态响应性能。

基于LabVIEW和PXI的电动直线加载系统

针对某型航天用电动伺服阀,提出一种基于Lab VIEW和PXI的电动直线加载系统(ELLS)以测试电动伺服阀的实际推力。机械结构上采用大导程精密滚珠丝杠副作为力矩/力转换元件,并采用PXI总线搭建了ELLS的硬件架构,选用Lab Vl EW软件开发了上位机软件平台;为抑制ELLS多余力,提出一种基于电流内环、位置内环和力外环的三闭环复合控制策略,并在电流内环中应用基于复矢量PI控制的电流耦合补偿方法。最后,搭建了ELLS,并进行了信号跟踪实验,结果表明ELLS以较高精度有效地测试了电动伺服阀,所提控制方法有效抑制了多余力。

电动直线加载系统不确定性分析及扰动抑制补偿研究

为测试某型航天电动直线伺服阀实际工作性能,提出了一种永磁同步电机加滚珠丝杠的电动直线加载方案,采用机理建模方法,建立电动直线加载系统数学模型,并分析系统模型不确定性来源:电机模型结构不确定、驱动器参数摄动、滚珠丝杠扭矩波动和舵机不确定性扰动。针对理论模型,提出基于扰动观测器的双回路控制系统设计方法,通过鲁棒内回路控制结构等价变换,以抑制舵机扰动要求为性能权函数,采用H∞混合灵敏度方法设计内回路扰动观测器,外回路以提高加载系统整体性能为要求,采用PID控制算法。试验结果表明,在加载力2000N,加载频率4Hz下,系统多余力抑制比达到86. 4%,且系统静态和动态加载均达到"双十"指标。

基于迭代学习的电动直线加载复合控制

为测试某型航天用电动伺服机构的实际工作性能,设计一种以大导程精密滚珠丝杠副为力矩/力转换元件的电动直线加载系统。为克服电动直线加载系统多余力扰动问题,提出一种引入角速度前馈补偿、串入电流内环和位置内环的多闭环复合控制策略;采用一种以分数阶PIλDμ控制器作为力外环的反馈控制、分数阶迭代学习控制(FO-ILC)作为补偿控制的方法。直线加载仿真实验和多余力抑制仿真实验表明,所提控制策略较好地抑制了直线加载多余力。

电动直线加载测试系统改进前馈补偿策略研究

为解决直线舵机运动扰动引起的电动直线加载测试系统(electric linear loading test system,简称ELLTS)加载精度降低的问题(多余力问题),首先,在传统扰动前馈补偿策略分析的基础上,提出了一种改进扰动前馈补偿策略,该策略不需要舵机速度反馈信号,只采用位移指令信号与力反馈信号作为补偿信号,省去了速度传感器的安装环节,具有操作简单和适应能力强等优点;其次,采用SIMULINK软件对提出的补偿策略进行了多余力仿真,仿真结果验证了该策略的合理性与可行性;最后,进行了对比实验。实验结果显示,在动态加载频率范围内,该算法多余力抑制效果较好,且在典型的加载工况下,采用了改进扰动前馈补偿策略的ELLTS力输出精度进一步提高,满足“双十指标”。