【摘要】：電液負(fù)載模擬器可以在實驗室條件下,以半實物仿真的形式,復(fù)現(xiàn)并模擬飛行器或艦船等在正常行進(jìn)過程中,其受載荷舵面在不同高度或不同深度所受到的各種空氣動力(力矩)或水動力(力矩)載荷譜,考核受載荷舵面在上述各種相應(yīng)載荷譜作用下的響應(yīng)性能,可以將損毀性不可還原的全實物、全現(xiàn)實實驗變成為在實驗室條件下的預(yù)測性半實物模擬仿真實驗。加載系統(tǒng)在加載過程中,還同時受到舵機系統(tǒng)自主運動對其施加的強位置干擾,從而在加載系統(tǒng)中產(chǎn)生強迫流量,如果加載系統(tǒng)不能對這一強迫流量做出響應(yīng)的話就會形成多余力。多余力和正常加載力融合在一起作為加載系統(tǒng)的輸出,使得加載精度降低,嚴(yán)重影響電液負(fù)載模擬器的被動動態(tài)加載性能,所以如何抑制多余力就成了高性能電液負(fù)載模擬器研制的關(guān)鍵技術(shù)。 根據(jù)電液負(fù)載模擬器的特殊結(jié)構(gòu)和其獨特的工作原理,分別建立電液負(fù)載模擬器系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型和鍵合圖模型,特別是在建模時著重考慮電液伺服閥的閥口死區(qū)特性及存在加工誤差時系統(tǒng)的特性、液容的時變特性、伺服閥的動態(tài)特性和滑閥級的流量非線性等非線性特性因素,以期達(dá)到模型的精確性要求。 分析彈性負(fù)載的彈簧剛度和慣性負(fù)載質(zhì)量等參數(shù)變化對舵機系統(tǒng)和加載系統(tǒng)的影響及其頻率和時域特性,為電液負(fù)載模擬器結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考依據(jù)。著重從物理意義上分析研究多余力的產(chǎn)生原因和機理及其本質(zhì)特征,分析多余力的影響因素。 采用結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)前饋補償環(huán)節(jié)來抑制多余力,提出引入流量壓力電液伺服閥作為泄流環(huán)節(jié)到加載系統(tǒng)這一特殊結(jié)構(gòu)來抑制多余力,并建立引入流量壓力電液伺服閥的電液負(fù)載模擬器系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,流量壓力電液伺服閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中所特有的壓力反饋通道使其和加載系統(tǒng)所組成的特殊結(jié)構(gòu)可以有效抑制多余力。 介紹基于δ規(guī)則的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略,闡述基于δ規(guī)則的加載系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計過程,并分析δ規(guī)則算法的收斂性。將設(shè)計的該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)用到電液負(fù)載模擬器的加載系統(tǒng)之后,加載系統(tǒng)的輸出響應(yīng)信號能很好地跟蹤設(shè)定輸入信號,有效地對多余力進(jìn)行抑制,提高加載系統(tǒng)被動動態(tài)加載的精準(zhǔn)程度和快速響應(yīng)能力。 本論文的實驗研究,是在電液負(fù)載模擬器實驗臺上進(jìn)行的,利用Matlab軟件里所提供的RTW實時開發(fā)環(huán)境,采用快速控制原型技術(shù)開發(fā)整個實驗臺的控制系統(tǒng),結(jié)合機械結(jié)構(gòu)和控制電路進(jìn)行相關(guān)實驗研究。通過對實驗數(shù)據(jù)和實驗曲線的分析,驗證對電液負(fù)載模擬器和多余力的理論分析和數(shù)學(xué)模型的正確性,以及所采用的抑制多余力的方法和控制策略對于提高電液負(fù)載模擬器系統(tǒng)加載性能的有效性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH137.9;TP183

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2588199