大载荷液压加载系统控制器设计与仿真

2015年02月11日14:38:30 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：计算机

摘要：

以大载荷液压加载系统（HLSLS）为研究对象，目的在于寻求一种控制方法能够尽可能真实地模拟HLSLS在实际工作过程中所受到的力载荷。根据HLSLS的被动式力伺服控制结构及其工作原理，建立了执行机构的数学模型。设计了结合缓冲弹簧、舵机位移和速度前馈、输出力矩变化速度反馈的复合控制器结构，提高了系统的稳定性、加载精度和动态性能。提出了基于遗传算法的系统参数整定方法，克服了系统参数时变及非线性因素的影响。利用Matlab仿真环境和系统试验装置分别进行了系统动态特性实验。计算机仿真和实物测试结果表明：该控制器使HLSLS对于模拟飞行器舵机及其伺服系统所受到的惯性负载、摩擦负载和弹性负载具有很好的力矩动态跟踪能力，完全能够达到系统控制性能指标的要求，具有较高的工程实践价值。

关键词：大载荷液压加载系统；系统建模；控制器；遗传算法

中图分类号：ＴＰ２７　　　　　　文献标志码：Ａ

１引　言

在飞行器控制领域，舵机是一种重要的飞行控制伺服元件［1］。在试验室条件下通常使用加载模拟器模拟导弹等飞行器舵机及其伺服系统所受到的各种力载荷的变化情况［2、3］，主要用于完成静态、动态技术指标的检查和测试，也能用于对批生产下的液压伺服作动器进行摩合、定期试验和寿命试验［4、5］。它既是飞行器硬件在回路仿真系统的重要组成部分，又可以单独作为舵机试验使用的专用设备［6、7］。

本文所研究的大载荷液压加载系统是典型的被动式力伺服控制系统，其中多余力的存在严重影响加载系统的控制性能和加载精度，而且加载系统的许多重要性能指标都与多余力有关，因此如何克服多余力是设计加载系统过程中必须解决的关键问题［8、10］。鉴于此本文根据系统研制要求，针对大载荷液压加载系统的稳定性、加载精度、响应速度、跟踪能力等问题进行研究，设计对应的控制器，并通过实验研究验证控制策略的工程可行性和有效性。

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