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连续回转电液伺服马达性能的控制研究

何宇华  
【摘要】: 作为飞行控制系统半实物仿真中的重要实验设备,飞行仿真转台的性能直接关系到飞行器仿真结果的逼真度。随着我国现代军事技术的发展和当前国际形势的日益严峻,对飞行仿真转台的技术水平要求不断地提高,采用摆动式电液伺服马达驱动的仿真转台已经无法满足要求,因此必须采用连续回转马达来驱动,在此背景下,本文对新型大排量连续回转电液伺服马达的性能及其控制系统进行了研究。 本文通过查阅大量的相关文献,简要地叙述了国内外飞行仿真转台用电液伺服马达的研究发展概况,介绍了仿真转台用电液伺服马达的关键技术和电液位置伺服系统的常用控制策略。 本文通过对马达的结构分析,建立了系统的传统数学模型,在此基础上对马达的稳定性、开、闭环频率特性等进行分析。使用最小二乘法对系统进行离散模型辨识,建立了离散系统的ARX模型,并依据辨识模型分析了对马达性能造成影响的因素。 通过对连续回转电液伺服马达结构等方面的分析,总结了影响马达性能的主要因素。针对摩擦干扰、参数不确定性等影响性能的因素,本文提出了基于鲁棒控制理论的混合灵敏度方法来设计控制器,并通过仿真比较验证了混合灵敏度控制器的可行性。仿真表明,混合灵敏度方法能够有效地抑制干扰对系统性能造成的影响,保证系统的鲁棒稳定性及鲁棒性能。同时针对系统高频响的特点,引入并采用了输入信号微分前馈的控制策略,以辨识出的精确模型为标称对象设计出了基于输入信号微分前馈的混合灵敏度控制器进行实验研究。 本文设计了连续回转电液伺服马达系统的控制系统,用C++Builder编写了实验控制程序。在不同的油源压力以及减压阀出口压力条件下进行了阶跃、斜坡、三角波、正弦信号的实验研究,实验结果表明系统在混合灵敏度复合控制器的作用下具有良好的综合性能,并得出了一些有意义的结论。


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