基于動壓反饋的氣動負載模擬器控制策略研究.pdf

1、氣動負載模擬器作為近幾年新起的負載模擬器,是一種典型的被動式力伺服系統(tǒng)。氣動系統(tǒng)作為加載部分其主要目的為模擬飛行器中舵面機構(gòu)在擺動時所受的空氣力矩。舵機的主動運動往往會對氣動系統(tǒng)產(chǎn)生位置干擾,進而引起多余力,選擇氣動系統(tǒng)作為加載裝置可以大幅降低多余力的影響,但是由于氣動系統(tǒng)的非線性,使的氣動力控制伺服系統(tǒng)較其他形式加載裝置頻率特性差,所以減少力控制信號的相位滯后提高系統(tǒng)動態(tài)特性成為本文主要的工作。
　　首先建立氣動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,采

2、用機理建模的方式得到氣動系統(tǒng)的傳遞函數(shù),分析得出系統(tǒng)達不到預(yù)期控制目標(biāo)的主要原因是加載系統(tǒng)在舵機系統(tǒng)的強干擾下實行加載所導(dǎo)致。由于氣體的可壓縮性,使干擾作用在實際中體現(xiàn)在舵機運動導(dǎo)致的兩腔壓力變化?？紤]到速度補償不容易實現(xiàn)的特點,提出采用動壓反饋,補償位置造成的干擾,根據(jù)補償?shù)牧εc位置變化產(chǎn)生的力相等推導(dǎo)出動壓反饋的傳遞函數(shù)。在仿真和實驗中主要調(diào)節(jié)動壓反饋系數(shù)的大小。
　　建立伺服電機的數(shù)學(xué)模型,合理設(shè)置參數(shù)。通過matlab對電

3、機動態(tài)特性進行仿真。通過Amesim建立了氣動負載模擬器的實際模型,分別采用PID和PID+動壓反饋的控制方法,得出動壓反饋優(yōu)于PID調(diào)節(jié)。另外分析了影響系統(tǒng)動態(tài)特性的其他因素包括比例閥和氣源壓力的選擇。
　　采用Adams對負載模擬器機械結(jié)構(gòu)進行動力學(xué)分析,分析機械結(jié)構(gòu)間隙對加載力曲線的影響,得到不同間隙下的搖桿位移、速度和加速度曲線,得到合理間隙值,為實驗環(huán)節(jié)做下準(zhǔn)備。同時針對伺服電機在低頻時動態(tài)特性不足,設(shè)計出慣量輪,借此在