本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)的軸承試驗(yàn)機(jī)壓力控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：航空飛行器關(guān)鍵部件疲勞性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)機(jī)用于對(duì)飛行器關(guān)鍵部件裝機(jī)性能和裝機(jī)壽命試驗(yàn)與評(píng)價(jià),需要模擬實(shí)際飛行工況的載荷譜精確控制。由于試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和極端工作條件的要求,載荷譜動(dòng)態(tài)、長時(shí)間連續(xù)的壓力載荷控制,本文將伺服電動(dòng)缸運(yùn)用到壓力系統(tǒng)中。目前伺服電動(dòng)缸加載系統(tǒng)存在主要的問題是存在由于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)存在摩擦、間隙等非線性因素,承載對(duì)象的控制特性隨測試過程改變以及承載對(duì)象的周期運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的壓力控制精度降低。為解決電動(dòng)缸在壓力控制系統(tǒng)中的應(yīng)用問題,本文以電動(dòng)缸壓力系統(tǒng)為載體,對(duì)電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)的軸承試驗(yàn)機(jī)壓力系統(tǒng)的載荷擾動(dòng)原因和抗干擾控制進(jìn)行研究。首先,本文以電動(dòng)缸壓力系統(tǒng)作為研究對(duì)象,介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,并對(duì)系統(tǒng)的伺服電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)建立了數(shù)學(xué)模型。針對(duì)在試驗(yàn)中出現(xiàn)的載荷擾動(dòng)問題,分別對(duì)因承載對(duì)象的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)和機(jī)械系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)進(jìn)行了原因分析。其次,針對(duì)造成系統(tǒng)的擾動(dòng)因素較多和擾動(dòng)的精確數(shù)學(xué)模型不易建立的特點(diǎn),提出采用自抗擾控制技術(shù)完成電動(dòng)缸壓力系統(tǒng)的載荷譜精確控制問題。參照自抗擾控制技術(shù)原理,本文設(shè)計(jì)了基于三階電動(dòng)缸壓力系統(tǒng)的力閉環(huán)自抗擾控制器,通過Matlab仿真,并與采用改造的雙TD的線性PID控制器進(jìn)行控制效果對(duì)比,仿真結(jié)果表明,在外部條件相同的條件下,自抗擾控制器的控制效果優(yōu)于基于雙TD的PID控制,響應(yīng)速度更快,系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力更強(qiáng),滿足伺服電動(dòng)缸壓力控制系統(tǒng)加載精度高、試驗(yàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)載荷譜重復(fù)性高的要求。最后,結(jié)合電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)的軸承試驗(yàn)機(jī)壓力控制系統(tǒng)的特點(diǎn),完成了控制系統(tǒng)元器件選型、硬件平臺(tái)搭建和上位機(jī)界面、自抗擾控制算法編程等軟件設(shè)計(jì)工作。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)缸 軸承試驗(yàn)機(jī) 多余力矩 壓力控制 自抗擾控制器
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V216.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9
• 1.2 電動(dòng)缸及壓力系統(tǒng)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 電動(dòng)缸應(yīng)用的發(fā)展?fàn)顩r9-11
• 1.2.2 試驗(yàn)機(jī)壓力系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.3 壓力控制策略的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 軸承試驗(yàn)機(jī)壓力系統(tǒng)的總體分析17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 軸承試驗(yàn)機(jī)壓力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 軸承試驗(yàn)機(jī)壓力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.3.1 交流伺服電機(jī)數(shù)學(xué)模型18-19
• 2.3.2 電動(dòng)缸加載系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.4 軸承試驗(yàn)機(jī)壓力系統(tǒng)的干擾分析21-24
• 2.4.1 壓力系統(tǒng)的多余力矩分析21-22
• 2.4.2 承載對(duì)象主動(dòng)運(yùn)動(dòng)的受力分析22
• 2.4.3 機(jī)械系統(tǒng)對(duì)壓力系統(tǒng)的影響22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 自抗擾控制器設(shè)計(jì)25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 自抗擾控制技術(shù)原理25-29
• 3.2.1 跟蹤微分器TD26-27
• 3.2.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器ESO27-28
• 3.2.3 狀態(tài)誤差反饋控制律SEF28-29
• 3.3 自抗擾控制器設(shè)計(jì)29-40
• 3.3.1 跟蹤微分器設(shè)計(jì)30-36
• 3.3.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.3 基于雙曲正切函數(shù)的反饋控制律設(shè)計(jì)37-39
• 3.3.4 自抗擾電動(dòng)缸壓力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 ADRC在軸承試驗(yàn)機(jī)壓力系統(tǒng)中的應(yīng)用41-52
• 4.1 引言41
• 4.2 雙TD改造的線性PID壓力控制41-45
• 4.2.1 雙TD的PID控制器設(shè)計(jì)41-42
• 4.2.2 雙TD的PID仿真分析42-45
• 4.3 自抗擾控制器的壓力控制仿真研究45-51
• 4.3.1 基于ADRC的壓力加載仿真45-50
• 4.3.2 ADRC控制和雙TD的PID控制對(duì)比50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 軸承試驗(yàn)機(jī)壓力控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)52-60
• 5.1 引言52
• 5.2 控制系統(tǒng)組成52-59
• 5.2.1 軸承試驗(yàn)機(jī)壓力控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)52-55
• 5.2.2 軸承試驗(yàn)機(jī)壓力控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)55-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果65-66
• 致謝66

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本文編號(hào)：617801