基于改进萤火虫算法的电动负载模拟系统设计

针对飞机舵机电动负载模拟系统因非线性干扰和多余力导致加载性能不良的问题,采用直线音圈电机改变传统加载方式,并提出一种基于不完全随机萤火虫算法、结合扰动信号前馈控制和多工况专家控制的复合控制策略。在前馈环节,以舵机输出位置信号作为扰动,计算并设计前馈补偿控制器对其进行抑制;在反馈环节,采用多工况专家控制,通过对模拟气动载荷工况和误差信号的判断,设计专家控制规则;同时,利用不完全随机初始化法和动态变步长搜索法对萤火虫算法进行改进,使其完成对专家控制的参数寻优。仿真结果表明,系统在复合控制器作用下的加载精度和加载误差均优于传统PID控制系统,对多余力的抑制程度可达78%,控制性能得到明显提升。

电动负载模拟系统的复合控制器设计

针对电动负载模拟系统中存在的时变参数问题,同时为了抑制多余力矩,提出了基于极点配置自校正控制与前馈补偿控制起相结合的复合控制方法。利用自调整遗忘因子递推最小二乘法在线辨识系统时变参数,结合系统的性能指标,设计了极点配置自校正控制器;采用舵机输入指令的前馈补偿,抑制了系统的多余力矩。仿真实验结果表明,该复合控制器可以有效地提高加载系统的动态响应性能,抑制多余力矩,使系统具有较强的鲁棒性。

电动负载模拟系统自适应控制系统设计

为了有效抑制电动负载模拟系统多余力矩,从而提高系统加载力矩的输出精度,设计了一种自适应抑制位置干扰力矩的控制方法。基于前馈控制与自适应控制原理,使用MATLAB仿真软件对该方法的有效性作了分析,并进行了试验验证。仿真与试验结果表明:该方法能自适应调节系统加载误差,且舵机运动频率越高,系统跟踪误差调节时间越长;当加载力矩和舵机运动幅值相同时,舵机运动频率越高,该控制方法对系统多余力矩的抑制效果越明显;当加载力矩和舵机运动频率相同时,舵机运动幅值越大,抑制效果越明显。该控制方法能够在系统部分参数未知或者渐变的情况下,有效抑制系统多余力矩。研究结果对飞行器电动负载模拟器的设计具有一定参考价值。

电动直线负载模拟系统建模与混合校正分析

为测试直线舵机的综合性能,设计了一种由永磁同步电机和滚珠丝杠副进行中间力转换的电动直线负载模拟系统,并建立了该系统的数学模型,结合系统的控制方程,分析了系统的稳定性和多余力矩产生机制,并提出了一种速度环补偿策略,有效抑制了多余力矩;为提高系统加载精度和动态性能,采用非均匀三角隶属度函数的模糊PID控制取代传统PID控制。实验结果表明:该控制算法能够提高力加载跟踪精度和系统动态性能,满足“双十指标”,具有一定的工程参考价值。

基于PR控制的负载模拟系统

负载模拟系统用于位置伺服系统带载测试时,需要在被承载系统拖动的同时,模拟负载转动惯量和负载力矩,然而承载系统运动状态变化引入的干扰力矩,使得负载模拟系统难以在较大频宽范围内实现高精度负载模拟。该文以永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)作为负载模拟系统力矩加载执行器,提出在负载转矩控制器中加入比例谐振控制方法,提升负载模拟系统性能。通过构建同频率比例谐振控制器,抑制干扰力矩,实现无静差跟踪周期负载力矩;根据正弦运动中位置与加速度的幅值相位关系,结合相应频率的比例谐振控制器,高精度模拟位置伺服系统负载转动惯量。此外,应用内模原理分析比例谐振控制器用于负载模拟系统中,系统参数和输入信号的鲁棒性;采用根轨迹方法设计比例谐振控制器参数。仿真及实验验证了频率为10 Hz时负载模拟效果,证明了方法的正确性和有效性。

基于PMSM的电动负载模拟器建模与控制

电动负载模拟器是舵机测试和半实物仿真的关键设备之一。介绍了永磁力矩电机驱动的电动负载模拟器的结构和工作原理,建立了其数学模型,并对控制系统进行了设计和仿真分析。针对加载梯度大范围变化条件下,一套固定的PID参数适应性较差的问题,设计了基于CMAC的复合控制方案,控制系统表现了较强的自适应性。

基于单神经元和前馈补偿的电动加载复合控制

针对飞机舵机电动加载系统的力矩跟踪和干扰抑制的优化问题,提出一种基于单神经元和扰动前馈抑制的电动加载复合控制方法。首先利用改进的粒子群算法调整单神经元PID控制器的参数和系数K,然后对舵机角位移进行前馈补偿来抑制多余力矩,以减小舵机位置干扰对系统的影响;最后对电动加载复合控制系统进行仿真。仿真结果表明,系统的抗干扰能力及加载精度得到进一步提高,证明了该复合控制方法在理论上的可行性。

Study on load performance of electric motor system used in hybrid electric vehicle

The performance of the power assist, global optimization solved by dynamic programming （DP） method, Chery and Insight control strategies are analyzed using the mild parallel hybrid electric vehicle （PHEV） model based on Insight structure. The influence of the four control strategies to the load power of the electric motor system used on parallel hybrid electric vehicle is studied. It is found that 80 percent of the motor load power points are under 1/5 of the electric peak power. The motor load power of the power assist control strategy is distributed in the widest range during generating operation, and the motor load power of the global optimization control strategy has the smallest one.

Step-Loading Characteristics of Gas Engine Cogeneration System Using Doubly-Fed Induction Generator in Stand-Alone Operation

Application of a DFIG （doubly-fed induction generator）, which is one of adjustable speed generators, to a gas engine cogeneration system has been investigated. To operate during a blackout as an emergency power supply is one of important roles for the gas engine eogeneration system. In the case of conventional constant speed of synchronous generator, the amount of the allowed step load is limited to around 30% of the rated power. On the other hand, DFIG is expected to increase the amount of step load during the stand-alone operation. In this paper, it has been demonstrated that an increase in the gas engine speed resulted in an increase in the maximum amount of step load using experimental equipment with a real gas engine. It has been concluded that the proposed system can improve the performance of an emergency power supply at step-loading.