多余力矩

摘要： 为了解决多余力矩对飞机舵机电动加载系统带来的干扰问题,提出采用结合基于结构不变性原理的前馈控制补偿器与基于改进超螺旋滑模算法的反馈控制器组成复合控制策略。在前馈控制补偿器中,通过计算多余力矩干扰比对多余力矩进行定量分析,以实现对产生干扰比较大的舵机运动干扰项进行抑制。在反馈控制器中,采用改进超螺旋滑模算法对系统转速环进行控制,通过对原算法中不连续的符号函数进行平滑处理,保证控制输入连续。仿真结果表明,这一复合控制策略不仅能够对多余力矩干扰实现有效地抑制,同时还进一步实现了系统的加载精度及控制性能的提升。

摘要： 为了解决多余力矩对电动负载模拟器强干扰,影响加载指令跟踪精度的问题,论文将基于蚁群优化的PID控制方法用于加载电机控制器的设计.首先在分析加载电机结构以及工作原理的基础上建立了电动加载系统的数学模型,并利用结构不变性原理进行前馈补偿推导;其次针对常规PID控制器无法通过变参数来应对复杂的非线性环境的问题,提出了一种基于蚁群算法优化PID控制器参数的复合控制策略;最后通过仿真验证了该控制策略在对多余力矩消除上要优于常规的PID控制.

摘要： 针对飞机舵机电动加载系统存在舵机与加载电机耦合所造成的多余力矩扰动问题,以无刷直流电机作为加载机构,构建系统数学模型,并提出一种基于鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)的内环电机速度控制、外环力矩控制的双环复合控制策略.在电机速度环控制中,结合Skew Tent混沌映射、动态搜索因子并改进适应度函数设计基于改进型WOA的零基准自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC),利用改进型WOA实现零基准ADRC的参数寻优;在力矩环控制中,设计带有补偿环节的重复PID控制器.仿真结果表明,改进型WOA具有良好的寻优能力,且基于此的双环复合控制策略能够有效提高系统跟踪能力并能明显抑制多余力矩.

摘要： 针对飞机舵机电动负载模拟器存在多余力矩、摩擦及外部扰动等非线性干扰问题,重建飞机舵机电动负载模拟器数学模型,提出一种基于非线性干扰观测器的新趋近律滑模补偿控制.一方面,建立基于LuGre模型的摩擦观测器,通过反演法设计滑模控制器以补偿摩擦干扰、抑制多余力矩,同时设计新趋近律以减轻滑模抖振、缩短收敛时间;另一方面,设计非线性干扰观测器对外部扰动进行实时观测,以达到控制补偿目的.仿真实验发现,在20 Hz条件下,系统力矩输出幅值差为0.2％,相位差为0.04％,表明所设计控制器能够抑制多余力矩、减轻摩擦及外部扰动影响,有效提高系统跟踪精度.

摘要： 针对电动负载模拟器中存在的多余力矩问题以及不确定性因素对系统性能的影响问题,设计了一种自适应模糊PI控制策略。首先,通过分析电动负载模拟器的组成及工作原理,得到了其数学模型,基于模型分析了多余力矩的产生原因以及系统中存在的不确定因素,分析了系统特性;其次,设计了力矩微分负反馈校正环节和自适应模糊PI控制器,并通过引入前馈补偿法,实现了对多余力矩进一步的抑制;然后,应用Matlab软件,仿真了所设计自适应模糊PI控制器的有效性,仿真结果表明该控制策略可将多余力矩抑制在99%以上,系统在8 Hz正弦力矩信号加载下的幅差小于10%,相差小于10°;最后,在搭建的实验平台上进行了验证,结果表明多余力矩抑制率能达到85%以上,且动态加载能满足“双十”指标。因此,该控制方法可有效抑制多余力矩,使系统具有良好的动态跟踪性能。

摘要： 针对电动负载模拟器中存在的多余力矩问题以及不确定性因素对系统性能的影响问题,设计了一种自适应模糊PI控制策略。首先,通过分析电动负载模拟器的组成及工作原理,得到了其数学模型,基于模型分析了多余力矩的产生原因以及系统中存在的不确定因素,分析了系统特性;其次,设计了力矩微分负反馈校正环节和自适应模糊PI控制器,并通过引入前馈补偿法,实现了对多余力矩进一步的抑制;然后,应用Matlab软件,仿真了所设计自适应模糊PI控制器的有效性,仿真结果表明该控制策略可将多余力矩抑制在99%以上,系统在8 Hz正弦力矩信号加载下的幅差小于10%,相差小于10°;最后,在搭建的实验平台上进行了验证,结果表明多余力矩抑制率能达到85%以上,且动态加载能满足“双十”指标。因此,该控制方法可有效抑制多余力矩,使系统具有良好的动态跟踪性能。

摘要： 飞机舵面加载系统是飞机地面模拟试验的重要试验设备之一,其模仿飞控系统的空中受力情况,为飞机地面模拟试验提供仿真的力学试验环境,舵面加载系统为飞控系统提供实时、动态加载,来验证飞控系统的性能,动态考核飞控系统的控制、响应和输出能力.通过对飞控系统试验需求的分析,研究了加载系统的设计流程和设计过程中需要解决的关键技术问题,分析并提出了如何解决动态响应、多余力、加载误差等关键问题的方法,本设计方法在实际试验工作中得到了检验并获得良好的应用效果.

摘要： 针对飞机舵机电动伺服系统存在多余力矩干扰不易抑制的问题,根据系统结构组成及工作原理,建立了数学模型。设计了结合BP神经网络的PID控制器参数整定、角速度前馈与力矩速度反馈的复合控制策略,提高了系统的稳定特性和加载精度。利用MATLAB仿真环境进行了系统动态特性实验。仿真结果表明,该方法不仅能够有效抑制多余力,而且使系统具有良好跟踪效果,完全能够达到控制性能指标的要求。

摘要： 本文针对电液负载仿真台存在多余力矩的问题,提出一种基于神经网络的多余力矩补偿器设计方法.仿真结果表明,采用小脑模型关节控制器神经网络抑制多余力矩的效果要远远优于传统多余力矩补偿方法,且具有良好的鲁棒性.

摘要： 以永磁同步伺服电机直接驱动的电动负载模拟器为研究对象,建立电动负载模拟器的数学模型.分析电动负载模拟器中加载电机和舵机之间的耦合关系以及多余力矩的产生机理,得出多余力矩与舵机的速度直接相关,并提出用速度闭环补偿来消除电动负载模拟器的多余力矩.针对电动负载模拟器的高频响要求和各种非线性因素,研究非均匀隶属度函数的模糊控制,并通过指数切换将模糊控制和PID控制相结合,避免切换时控制输出的突变.系统实验结果验证了采用速度闭环补偿和改进型模糊-PID控制方法的电动负载模拟器具有优良的性能.

摘要： 提出把电液负载模拟器的多余力矩视为一种补偿作用的观点,明确了广义连接刚度和系统性能的关系,提出了确定最佳广义连接刚度的基本原则,给出了确定最佳广义连接刚度的一种量化方法.理论分析、仿真和实验研究的结果证明了最佳广义连接刚度的有效性,系统有效地抑制了多余力矩.

摘要： 电气伺服加载系统在小力矩范围内比电液伺服加载系统在结构、成本和控制性能等方面更优越.本文给出了一种基于无刷直流力矩电机的加载实验台的设计与具体实现.建立了被动式加载系统和主动式加载系统的数学模型并进行仿真分析,为各种现代控制算法的应用提供了基础.

摘要： 电气伺服加载系统在小力矩范围内比电液伺服加载系统在结构、成本和控制性能等方面更优越.本文给出了一种基于无刷直流力矩电机的加载实验台的设计与具体实现.建立了被动式加载系统和主动式加载系统的数学模型并进行仿真分析,为各种现代控制算法的应用提供了基础.

摘要： 电气伺服加载系统在小力矩范围内比电液伺服加载系统在结构、成本和控制性能等方面更优越.本文给出了一种基于无刷直流力矩电机的加载实验台的设计与具体实现.建立了被动式加载系统和主动式加载系统的数学模型并进行仿真分析,为各种现代控制算法的应用提供了基础.

摘要： 电气伺服加载系统在小力矩范围内比电液伺服加载系统在结构、成本和控制性能等方面更优越.本文给出了一种基于无刷直流力矩电机的加载实验台的设计与具体实现.建立了被动式加载系统和主动式加载系统的数学模型并进行仿真分析,为各种现代控制算法的应用提供了基础.

摘要： 电气伺服加载系统在小力矩范围内比电液伺服加载系统在结构、成本和控制性能等方面更优越.本文给出了一种基于无刷直流力矩电机的加载实验台的设计与具体实现.建立了被动式加载系统和主动式加载系统的数学模型并进行仿真分析,为各种现代控制算法的应用提供了基础.

摘要： 给出了一种适用于电气位置伺服系统的电动伺服负载模拟器的结构模型,在此模型基础上分析了负载惯量和轴系刚度等参数与系统加载频宽的关系,为电动伺服负载模拟器的设计提供了参考依据.

摘要： 给出了一种适用于电气位置伺服系统的电动伺服负载模拟器的结构模型,在此模型基础上分析了负载惯量和轴系刚度等参数与系统加载频宽的关系,为电动伺服负载模拟器的设计提供了参考依据.

摘要： 一种直线力加载系统多余力补偿控制装置，包括直线加载器、伺服电机、阻尼模块、力传感器、速度传感器A、速度传感器B、速度同步补偿器、系统控制器；伺服电机驱动直线加载器为作动器加载；阻尼模块用于衰减作动器的作动筒的速度突变对直线加载器的冲击；速度传感器A、速度传感器B用以检测反馈作动器运动速度和伺服电机速度之差，将两者之间的速度差输入至系统控制器实现直线对加载力的前馈补偿；力传感器用以检测反馈实际直线加载力，动态调整伺服电机扭矩，实现加载力PID闭环控制；本发明的直线力加载系统多余力补偿控制装置及补偿控制方法具有响应速度快、加载精度高的优点，因此完全满足了现有高性能作动器动态性能测试的需求。

摘要： 本发明公开了一种被动式负载模拟器及多余力矩抑制方法，所述多余力矩抑制方法首先对采用高减速比间接驱动方案的电动舵机建模，并分析电动舵机所受干扰力矩；之后对加载电机和中间环节建模，同时构建被动式负载模拟器数学模型；之后对所建模型进行不确定性分析，设置复合控制结构；最后绘制多余力矩抑制曲线，完成对被动式负载模拟器的多余力矩的抑制。本发明的方法能够有效抑制被动式负载模拟器所产生的多余力矩，提高了跟踪与控制精度。

摘要： 本发明公开了一种不产生多余力矩的舵机负载模拟器，属于飞行器气动载荷模拟的技术领域。模拟器包括：通过支撑台固定在工作台面上的滑块驱动电机、丝杆导轨、收到滑块驱动电机驱动指令后在丝杠导轨上移动的滑块、扭转弹簧、惯量盘、减速器、力矩传感器、控制滑块驱动电机的下位机、与下位机通信的上位机，扭转弹簧与舵机舱输出轴刚性连接，力矩传感器与舵机舱输出轴刚性连接，通过改变扭转弹簧扭转刚度的方式跟踪加载指令，从原理上消除了由于舵机主动运动引起舵机舱输出轴与加载电机输出轴耦合所引起的多余力矩。

摘要： 双摩擦盘加载机构及采用该机构的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器，属于电液伺服控制及半实物仿真领域。解决了现有的电液负载模拟器加载过程中被测舵机主运动严重影响负载模拟器加载性能的问题即多余力矩问题。本发明不存在多余力矩，且能够实现正、负双向力矩加载，当被测舵机进行高频主运动时，该种双向摩擦加载式电液负载模拟器都能很容易获得更高精度地动态力矩加载，能够实现高精度的小幅值力矩加载，控制策略无需考虑多余力矩补偿问题，控制策略的复杂性得到降低，且更加通用可靠，由于采用电液伺服控制技术，系统结构紧凑，系统具有高精度、高动态、高频响的力矩加载性能。用于电液伺服控制及半实物仿真。

摘要： 本发明提供了一种飞机舵机电动伺服系统多余力矩抑制方法，属于智能控制系统仿真领域，包括：根据飞机舵机电动伺服系统工作原理搭建飞机舵机电动伺服系统的整体数学模型；根据整体数学模型对多余力矩干扰进行特性分析；根据分析结果构造复合控制器，通过复合控制器对多余力矩进行抑制。该方法通过计算多余力矩干扰比，对影响多余力矩产生的干扰项进行定量分析，以达到对多余力矩进行精确补偿的目的，不产生滞环、零偏和量化误差：执行机构设置为无刷直流电机，其具有较强的调速范围与过载能力、较高的控制精度以及简单的结构等特性，使得飞机舵机加载精度和跟踪性能好，可提高飞机舵机电动伺服系统的控制性能。

摘要： 本发明公开了一种被动式负载模拟器及多余力矩抑制方法，所述多余力矩抑制方法首先对采用高减速比间接驱动方案的电动舵机建模，并分析电动舵机所受干扰力矩；之后对加载电机和中间环节建模，同时构建被动式负载模拟器数学模型；之后对所建模型进行不确定性分析，设置复合控制结构；最后绘制多余力矩抑制曲线，完成对被动式负载模拟器的多余力矩的抑制。本发明的方法能够有效抑制被动式负载模拟器所产生的多余力矩，提高了跟踪与控制精度。

摘要： 本发明公开了一种不产生多余力矩的舵机负载模拟器，属于飞行器气动载荷模拟的技术领域。模拟器包括：通过支撑台固定在工作台面上的滑块驱动电机、丝杆导轨、收到滑块驱动电机驱动指令后在丝杠导轨上移动的滑块、扭转弹簧、惯量盘、减速器、力矩传感器、控制滑块驱动电机的下位机、与下位机通信的上位机，扭转弹簧与舵机舱输出轴刚性连接，力矩传感器与舵机舱输出轴刚性连接，通过改变扭转弹簧扭转刚度的方式跟踪加载指令，从原理上消除了由于舵机主动运动引起舵机舱输出轴与加载电机输出轴耦合所引起的多余力矩。

摘要： 双摩擦盘加载机构及采用该机构的双向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器，属于电液伺服控制及半实物仿真领域。解决了现有的电液负载模拟器加载过程中被测舵机主运动严重影响负载模拟器加载性能的问题即多余力矩问题。本发明不存在多余力矩，且能够实现正、负双向力矩加载，当被测舵机进行高频主运动时，该种双向摩擦加载式电液负载模拟器都能很容易获得更高精度地动态力矩加载，能够实现高精度的小幅值力矩加载，控制策略无需考虑多余力矩补偿问题，控制策略的复杂性得到降低，且更加通用可靠，由于采用电液伺服控制技术，系统结构紧凑，系统具有高精度、高动态、高频响的力矩加载性能。用于电液伺服控制及半实物仿真。

摘要： 单向摩擦加载式无多余力矩电液负载模拟器，属于电液伺服控制及自动控制领域，本发明为解决现有的电液负载模拟器加载过程中存在的严重影响加载性能的多余力矩问题。本发明的加载系统中，通过电液流量伺服阀驱动的液压缸向由一对保持恒向相对转动的摩擦盘组成的摩擦副施加给定的力，通过摩擦盘间的相对转动，施加的力被转化为相应的力矩，该力矩通过传动装置被加载到被加载对象上，同时该力矩被力矩传感器采集并反馈给系统的实时控制的工控机，从而实现系统精确地闭环控制。这种电液负载模拟器具有无多余力矩，加载精度高，系统频带高，控制算法简单可靠。

摘要： 本实用新型公开了不产生多余力矩的舵机负载模拟器，包括Y355型滑块驱动电机，Y355型滑块驱动电机右侧设有丝杠导轨，丝杠导轨与Y355型滑块驱动电机传动连接，丝杠导轨上部设有连带驱动滑块，连带驱动滑块右侧设有连轴，连轴右侧设有力矩传感器外箱，力矩传感器外箱右侧设有减速器箱，减速器箱与力矩传感器外箱焊接连接，减速器箱右侧设有惯量盘，惯量盘右侧设有舵机，舵机右侧设有舵机输出轴，舵机输出轴与舵机传动连接，该种不产生多于力矩的舵机负载模拟器，由于不采用传统舵机负载模拟器加载电机输出轴与舵机输出轴刚性连接的方式，进而消除了由于舵机主动运动引起舵机舱输出轴与加载电机输出轴耦合所引起的多余力矩，其结构简单，制造加工成本低。