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阀控缸负载模拟多余力抑制研究

液压与气动 2017年第11期41卷 114-118页

作者：史伟彬张伟秦皇岛港股份有限公司第二港务分公司河北秦皇岛066004

针对伺服阀控缸作动器测试平台的物理模型,基于液压伺服方程建立了测试平台的数学模型,找出了电液作动器输出位移与负载模拟器输出力的耦合关联,并基于速度同步控制原理设计了多余力补偿环节。搭建了测试平台的AMESim与MATLAB/Simulink... 详细信息

针对伺服阀控缸作动器测试平台的物理模型,基于液压伺服方程建立了测试平台的数学模型,找出了电液作动器输出位移与负载模拟器输出力的耦合关联,并基于速度同步控制原理设计了多余力补偿环节。搭建了测试平台的AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真模型和实验平台,进行了多余力抑制仿真和实验研究。结果表明:多余力补偿环节能够有效抑制多余力,提高负载模拟精度,测试平台数学模型、联合仿真模型准确度较高。

关键词：阀控缸系统负载模拟多余力抑制联合仿真

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飞机舵机电液负载模拟器多余力抑制方法研究

飞机舵机电液负载模拟器多余力抑制方法研究

作者：王春婷中国民航大学

学位级别：硕士

飞机舵机电液负载模拟器是在实验室条件下模拟舵机在飞机飞行过程中所受到的气动载荷,具有良好的可控性、无破坏性等优点。该模拟器是被动式力伺服控制系统,其中舵机的主动运动会使系统产生多余力。由于多余力的存在严重影响系统的控制... 详细信息

飞机舵机电液负载模拟器是在实验室条件下模拟舵机在飞机飞行过程中所受到的气动载荷,具有良好的可控性、无破坏性等优点。该模拟器是被动式力伺服控制系统,其中舵机的主动运动会使系统产生多余力。由于多余力的存在严重影响系统的控制性能,因此如何最大程度地抑制乃至消除多余力干扰,已成为我国民航飞机飞行控制领域亟待解决的研究课题。在目前国内外电液负载模拟器研究现状的基础上,首先分析了飞机舵机电液负载模拟器的结构组成及其工作原理,根据负载模拟器的技术指标,确定了系统主要元件的型号。其次,建立了电液伺服阀、液压缸、力传感器和缓冲弹簧的数学模型,从而构建了系统整体数学模型,并定性地研究了多余力的产生机理。再次,提出了结合液压缸速度信号前馈、常规PID反馈的复合控制器结构,解决了系统在低频、大加载梯度下的多余力抑制问题,但在高频、小加载梯度下的多余力抑制效果较差。为此,提出了结合液压缸速度信号前馈、基于RBF神经网络在线辨识的单神经元PID反馈的复合控制器结构。最后,从控制系统的观点来看,RBF神经网络的辨识效果较差,因此有必要对具有高聚类质量的最近邻聚类算法进行研究,使其应用于RBF神经网络之中。又由于最近邻聚类算法的聚类中心及聚类半径不易获得,进而降低聚类效果,因此需要对该算法进行改进,为此采用蚁群聚类算法对RBF神经网络进行优化。通过计算机仿真实验进一步验证结论的可行性和有效性。

关键词：飞机舵机电液负载模拟器多余力抑制 RBF神经网络辨识单神经元PID 蚁群聚类算法

四足机器人液压驱动单元负载模拟系统多余力抑制研究

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四足机器人液压驱动单元负载模拟系统多余力抑制研究

作者：张伟燕山大学

学位级别：硕士

近年来，足式机器人作为一种新型的高科技集成产物，在军事行动、消防救灾、极地考察等方面发挥着重要作用，其研究工作得到了国内外科研人员的广泛重视。液压驱动型四足机器人具有结构紧凑、承载能力大、控制性能优良、功重比大等优点... 详细信息

近年来，足式机器人作为一种新型的高科技集成产物，在军事行动、消防救灾、极地考察等方面发挥着重要作用，其研究工作得到了国内外科研人员的广泛重视。液压驱动型四足机器人具有结构紧凑、承载能力大、控制性能优良、功重比大等优点，已成为足式机器人的一个重要研究方向。但是由于时变及非线性特性对液压驱动型四足机器人液压驱动单元的性能有很大影响，导致难以获得很好的机器人整机性能，这些问题的克服需要通过搭建性能优良的负载模拟实验台对液压驱动单元展开深入研究。本文针对位置扰动下负载模拟系统存在多余力的现象，研究多余力抑制策略，以提高模拟精度，为液压驱动单元设计及控制策略研究奠定基础。本文主要开展了以下研究工作：(1)介绍四足机器人位置-力双通道液压驱动单元负载模拟系统的工作原理，分析影响负载模拟力的因素，采用机理建模方法建立系统数学模型;采用AMESim软件调用MATLAB/Simulink软件，搭建负载模拟系统联合仿真模型。(2)分析传统速度同步控制方法抑制多余力的工作机理，得出相应的补偿环节数学模型，并对所建立的测试系统数学模型和联合仿真模型进行分析和实验验证。(3)分析导致速度同步控制方法抑制多余力效果不佳的影响因素，指出其补偿环节是基于线性数学模型，而且忽略时变特性的影响，不能准确反映实际驱动单元的工作特性;针对这一问题，将伺服阀压力-流量非线性引入补偿控制，提出采用参数自整定补偿控制方法抑制多余力，建立补偿环节的非线性数学模型，并进行仿真分析和实验验证，证明该方法能较好地抑制多余力。(4)针对位置模拟通道和力模拟通道相互作用产生的位置扰动，从提高负载力模拟鲁棒性的角度出发，在负载力模拟前向通道中引入模糊PID控制算法，将其与参数自整定补偿控制方法相结合，对其进行仿真分析和实验验证。结果表明将模糊PID控制与参数自整定补偿控制相结合，能提高负载模拟系统的鲁棒性，优化多余力的抑制效果。

关键词：四足机器人负载模拟多余力抑制参数自整定补偿控制模糊 PID控制

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飞行模拟器操纵负荷系统多余力的抑制

哈尔滨工程大学学报 2012年第8期33卷 1008-1015,1051页

作者：赵劲松叶正茂沈刚韩俊伟哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

针对基于力回路的操纵负荷系统的内回路存在多余力影响其力感模拟逼真度的问题,依据结构不变性原理提出了速度正反馈结合逆补偿的复合控制方法对多余力进行抑制,并在此基础上,提出了阻尼补偿的方法抑制外回路振荡以增强整个系统的稳定性... 详细信息

针对基于力回路的操纵负荷系统的内回路存在多余力影响其力感模拟逼真度的问题,依据结构不变性原理提出了速度正反馈结合逆补偿的复合控制方法对多余力进行抑制,并在此基础上,提出了阻尼补偿的方法抑制外回路振荡以增强整个系统的稳定性.仿真结果表明,提出的复合控制策略的可行性,较传统的控制策略能够提高力感模拟的逼真度.实验结果进一步表明,内回路速度正反馈结合逆补偿的控制方法可以有效补偿多余力,上述复合控制策略在阻尼补偿控制器消除外回路振荡的情况下,显著提高了操纵负荷系统力感模拟的逼真度.

关键词：飞行模拟器操纵负荷电液伺服力加载多余力抑制系统辨识

负载口独立控制负载模拟系统多余力解耦补偿抑制控制

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锻压技术 2021年第7期46卷 157-165页

作者：曹晓明姚静中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

以负载口独立控制负载模拟系统为研究对象,针对该系统工作过程中产生的多余力导致的系统模拟负载力精度下降的问题,通过机理建模的方法建立了该系统的各组成部分以及系统的整体数学模型,分析出主系统运动输出位移与负载模拟系统输出负... 详细信息

以负载口独立控制负载模拟系统为研究对象,针对该系统工作过程中产生的多余力导致的系统模拟负载力精度下降的问题,通过机理建模的方法建立了该系统的各组成部分以及系统的整体数学模型,分析出主系统运动输出位移与负载模拟系统输出负载力之间的耦合关系,进一步基于解耦补偿原理计算出系统多余力的补偿环节。搭建试验平台进行多余力抑制控制试验研究,主要从不同频率位置波动下的多余力抑制效果以及不同负载恒力下的多余力抑制效果两方面展开了研究,结果表明,负载口独立控制负载模拟系统在采用了多余力解耦补偿抑制控制方法后,以上工况位置扰动对负载模拟部分的力控精度的影响得到了大幅削弱,其多余力峰值消除一般可达65%以上,有效提高了负载模拟精度。

关键词：负载口独立控制负载模拟多余力抑制解耦补偿频率位置波动

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飞机舵机电液加载系统控制补偿器设计与仿真

系统仿真学报 2021年第5期33卷 1031-1038页

作者：刘晓琳吴竟祎中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300 东方航空技术有限公司上海200335

飞机舵机电液加载系统是一种力伺服系统,是实验中测试舵机性能的专用设备。为了降低系统存在的多余力对控制效果的干扰,提出了基于粒子群算法的径向基神经网络实时整定PID控制器的控制方法。利用粒子群算法的全局寻优与超参数优化的特... 详细信息

飞机舵机电液加载系统是一种力伺服系统,是实验中测试舵机性能的专用设备。为了降低系统存在的多余力对控制效果的干扰,提出了基于粒子群算法的径向基神经网络实时整定PID控制器的控制方法。利用粒子群算法的全局寻优与超参数优化的特性来改善控制器的控制效果。同时使用基于退火的学习系数,加快网络收敛速度。仿真结果表明相比于常规径向基神经网络控制方法,该方法有效抑制了多余力的干扰,实现了高精度加载,提高了系统的加载精度与响应速度。

关键词：飞机舵机电液加载系统多余力抑制径向基神经网络粒子群算法

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大型风力机变桨距加载系统流量补偿方法研究

可再生能源 2021年第8期39卷 1057-1062页

作者：甄亮党坤程明杰方占萍李玉宏酒泉职业技术学院甘肃省太阳能发电系统重点实验室甘肃酒泉735000

对于大型风力机变桨距加载系统,由于变桨距负载位置的扰动产生了流量波动,文章对此进行了研究。采用压力伺服阀和流量伺服阀并联结构,补偿了产生的强迫流量,从而减小了加载系统产生的多余力。通过MATLAB仿真,在加载频率增大到10 Hz时,... 详细信息

对于大型风力机变桨距加载系统,由于变桨距负载位置的扰动产生了流量波动,文章对此进行了研究。采用压力伺服阀和流量伺服阀并联结构,补偿了产生的强迫流量,从而减小了加载系统产生的多余力。通过MATLAB仿真,在加载频率增大到10 Hz时,产生的多余力小于给定输入的10%,多余力的抑制效果明显,满足动态加载系统所要求的性能指标。仿真结果表明,采用双阀并联结构有效地补偿了流量波动,抑制了加载系统产生的多余力。

关键词：大型风力机加载系统双阀并联多余力抑制

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舵面直接力矩加载系统设计与仿真

系统仿真学报 2013年第S1期25卷 212-215页

作者：韩龙柱邓晴莺王宝奇刘棣斐裴忠才北京航空航天大学生物与医学工程学院 100191 北京魔诘创新科技股份有限公司 100029 北京航空航天大学自动化学院 100191

飞行器舵面力矩模拟加载对整个飞行器的设计和定型有着重要意义。传统力矩加载方式多为轴对顶方式,应用场合受到较大限制。在吸取轴对顶加载方式经验的基础上,设计出一种利用铝型材搭建的专用翼面加载支架以实现飞行器的整机直接加载,... 详细信息

飞行器舵面力矩模拟加载对整个飞行器的设计和定型有着重要意义。传统力矩加载方式多为轴对顶方式,应用场合受到较大限制。在吸取轴对顶加载方式经验的基础上,设计出一种利用铝型材搭建的专用翼面加载支架以实现飞行器的整机直接加载,具有快速装卸,轻便坚固的特点。在力矩加载过程中,舵机运动会对力矩指令的模拟跟踪造成额外影响,即产生了多余力矩。针对飞行器舵面加载的这种典型被动式特征,采用基于自测速形式的结构不变性原理方法抑制舵机自主运动过程中产生的多余力矩,并最终通过仿真和实物验证实现整个力矩加载系统的设计。

关键词：力矩模拟直接加载被动式加载结构不变性原理多余力抑制

基于LabVIEW和PXI的电动直线加载系统

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组合机床与自动化加工技术 2018年第4期 131-134页

作者：徐志伟范元勋南京理工大学机械工程学院南京210094

针对某型航天用电动伺服阀,提出一种基于Lab VIEW和PXI的电动直线加载系统(ELLS)以测试电动伺服阀的实际推力。机械结构上采用大导程精密滚珠丝杠副作为力矩/力转换元件,并采用PXI总线搭建了ELLS的硬件架构,选用Lab Vl EW软件开发了上... 详细信息

针对某型航天用电动伺服阀,提出一种基于Lab VIEW和PXI的电动直线加载系统(ELLS)以测试电动伺服阀的实际推力。机械结构上采用大导程精密滚珠丝杠副作为力矩/力转换元件,并采用PXI总线搭建了ELLS的硬件架构,选用Lab Vl EW软件开发了上位机软件平台;为抑制ELLS多余力,提出一种基于电流内环、位置内环和力外环的三闭环复合控制策略,并在电流内环中应用基于复矢量PI控制的电流耦合补偿方法。最后,搭建了ELLS,并进行了信号跟踪实验,结果表明ELLS以较高精度有效地测试了电动伺服阀,所提控制方法有效抑制了多余力。

关键词：电动直线加载系统电动伺服阀复矢量PI控制多余力抑制