【摘要】：舵機(jī)負(fù)載模擬系統(tǒng)是進(jìn)行飛行器地面半實(shí)物仿真的主要設(shè)備之一,它可以模擬舵機(jī)在飛行中的受力狀況,對(duì)其性能進(jìn)行反復(fù)的測(cè)試和實(shí)驗(yàn),獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并據(jù)此判斷其性能的優(yōu)劣,以期進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)達(dá)到飛行器總體對(duì)舵機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求。因此負(fù)載模擬器性能的高低直接關(guān)系到仿真和測(cè)試實(shí)驗(yàn)的可靠性和置信程度,是保證航空、航天型號(hào)產(chǎn)品和武器系統(tǒng)精度和性能的基礎(chǔ)。針對(duì)如何提高負(fù)載模擬器加載性能這一問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者都將研究重心放在減小多余力的上面。本文針對(duì)摩擦力矩加載精度不高和加載過(guò)程中出現(xiàn)的波動(dòng)和時(shí)間滯后問(wèn)題,將從分析和研究摩擦力矩加載過(guò)程中的摩擦機(jī)理出發(fā),采用實(shí)驗(yàn)探究和PID控制相結(jié)合的方法,最大限度的提高摩擦力矩加載的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。為此,本文主要進(jìn)行以下工作:首先,針對(duì)摩擦力矩的加載方式和計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。分析了摩擦力矩加載過(guò)程中摩擦力的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性對(duì)系統(tǒng)低速性能的影響,并進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了低速時(shí)摩擦系數(shù)隨加載液壓缸壓力的變化關(guān)系,利用曲線擬合的方法得出了不同壓力下的摩擦力矩補(bǔ)償經(jīng)驗(yàn)公式,為下一步組建摩擦力矩補(bǔ)償控制模型和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證做準(zhǔn)備。然后運(yùn)用傳遞函數(shù)法建立加載系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并將力矩補(bǔ)償經(jīng)驗(yàn)公式加入到數(shù)學(xué)模型中組成摩擦力矩補(bǔ)償控制模型,然后進(jìn)行仿真。又運(yùn)用微分方程積分模塊法建立了系統(tǒng)的摩擦力矩補(bǔ)償控制模型,通過(guò)仿真驗(yàn)證了第一種建模方法的可行性。仿真結(jié)果表明力矩補(bǔ)償經(jīng)驗(yàn)公式提高了系統(tǒng)的控制精度。但是針對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的波動(dòng)和響應(yīng)滯后問(wèn)題,將PID調(diào)節(jié)器加入到控制模型中,運(yùn)用臨界比例法整定PID控制器參數(shù),通過(guò)比較P控制器、PI控制器和PID控制器仿真結(jié)果得出PI控制器能更有效的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。最后進(jìn)行摩擦力矩加載實(shí)驗(yàn),首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證摩擦力矩補(bǔ)償控制模型的正確性,確實(shí)提高了力矩加載精度,但是摩擦力矩加載過(guò)程中出現(xiàn)的波動(dòng)和滯后問(wèn)題并沒(méi)有得到解決,為此,將PID控制器模塊加入到PLC控制系統(tǒng)中,然后進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究經(jīng)過(guò)摩擦力矩補(bǔ)償和PID控制器調(diào)節(jié)后系統(tǒng)各方面性能的影響。總之,運(yùn)用摩擦力矩補(bǔ)償和PID控制相結(jié)合的方法提高了系統(tǒng)的加載性能。
【圖文】：

圖 1.1 第一臺(tái)電液式負(fù)載模擬器工作原理圖Fig.1.1 Working principle diagram of the first electro-hydraulic load simulator負(fù)載進(jìn)行加載時(shí)液壓缸的左右兩腔會(huì)產(chǎn)生壓力差，，壓力傳感器將采信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò) PID 控制、解耦控制、自適應(yīng)

圖 1.2 PID 控制原理Fig 1.2 PID control principle由圖 1.2 可知，整個(gè)控制系統(tǒng)的組成包括 PID 控制器和被控對(duì)象�？刂葡到y(tǒng)的輸出值通過(guò)閉環(huán)回路反饋回來(lái)與系統(tǒng)的給定值進(jìn)行比較，一般情況下這兩個(gè)值
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V216.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2673322