直线负载模拟器及其新型CMAC改进算法控制

为检测某型直线阀是否能够达到姿/轨控发动机的推力要求,基于旋转电机加滚珠丝杠的方式,设计了一种直线负载模拟器(LLS)。为抑制多余力,提出一种基于电流环、位置环及力环的多闭环复合控制策略,并在力外环采用一种基于二维非均匀量化的新型CMAC改进算法,引入量化距离来确定高斯权重,并提出一种能够抑制"过学习"现象的新型权重学习方法。仿真及实验结果表明,该方法能够有效地抑制电动直线阀输出位移所带来多余力的干扰,明显地抑制了传统CMAC过学习现象,提高了LLS加载精度。

摩擦对电动直线负载模拟器的影响及其抑制研究

为抑制摩擦非线性因素对电动直线负载模拟器(ELLS)的影响,采用仿真与实验结合的方法分析摩擦对ELLS的影响。利用遗传算法对系统中的摩擦模型进行辨识,并得出了系统摩擦力与速度的关系;提出了一种摩擦前馈加变增益PID的混合控制方法,摩擦前馈用于消除摩擦对系统的影响,变增益PID用于进一步抑制系统在低速时的相位滞后;进行了对比仿真与实验。仿真分析与实验结果表明:与传统PID控制相比,采用摩擦前馈加变增益PID控制的ELLS加载波形畸变被抑制、加载误差与相位滞后均明显减少;所提出控制方法能够较好地抑制摩擦对ELLS的影响,提高加载精度。

基于电动直线负载模拟器的排气压力模拟

在电磁驱动配气机构中,排气门开启过程中受到气体压力影响,为了验证排气门控制策略的有效性,设计了一种能够模拟排气压力的电动直线加载系统。针对电动直线加载系统多余力及其他非线性扰动因素影响加载力跟踪精度问题,引入前馈补偿,以加载力作为外环,电流闭环为内环的双闭环复合比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制策略。给定恒定力和正弦力进行直线加载跟踪性能对比分析,结果表明:与传统PID控制相比,复合前馈PID控制有效抑制了加载系统的多余力。为了验证方案的可行性,建立了电动直线负载模拟平台,对排气压力模拟进行试验研究,结果表明:在误差允许范围内,能够实现对排气压力的模拟。

电动直线负载模拟器反步控制器设计与研究

为提高某型航天用电动直线负载模拟器(Electric Linear Load Simulator,ELLS)的加载精度与动态性能,提出一种基于Backstepping设计思想的ELLS控制器设计方案。通过推导建立了ELLS的状态空间方程,接着采用Backstepping方法设计了反步控制器,并采用Lyapunov定理来保证了系统的全局渐进稳定性。最终,采用SIMULINK仿真软件搭建了ELLS仿真模型并引入所提出的控制器,仿真实验结果表明:采用了反步控制器的ELLS的系统响应性能较快,系统输出精度较高,满足系统性能要求;且与仅采用力闭环控制相比,所提出控制器多余力抑制效果明显提升,系统的抗扰能力进一步增强。