电动负载模拟器多余力矩产生机理及抑制 被引量：59

1

作者 李成功 靳红涛 焦宗夏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期204-208,共5页

介绍了直流力矩电机驱动的电动负载模拟器的机械结构和工作原理,建立了电动负载模拟器执行机构的数学模型并用方框图表示.分析了直流力矩电机的机械特性并指出其正常工作的范围.分析了电动负载模拟器在启动过程、正常运行和换向过程中... 介绍了直流力矩电机驱动的电动负载模拟器的机械结构和工作原理,建立了电动负载模拟器执行机构的数学模型并用方框图表示.分析了直流力矩电机的机械特性并指出其正常工作的范围.分析了电动负载模拟器在启动过程、正常运行和换向过程中多余力矩产生的机理,提出用基于结构不变性原理的前馈补偿方案来补偿多余力矩.仿真结果从理论上证明了前馈补偿方案可以很好地解决多余力矩带来的干扰,实验结果也证明了前馈补偿方案的有效性和可行性. 展开更多

关键词 电动负载模拟器 多余力矩 结构不变性 干扰抑制

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电动负载模拟器控制系统设计 被引量：19

2

作者 符文星 孙力 +2 位作者 于云峰 朱苏朋 闫杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期621-625,共5页

电动负载模拟器可以模拟飞行器飞行过程中舵机承受的铰链力矩,是舵机测试和半实物仿真的关键设备之一。论文分析了电动负载模拟器的组成及工作原理,建立了数字仿真模型,详细分析了电动负载模拟器的特点,通过采用力变化速度反馈改善了系... 电动负载模拟器可以模拟飞行器飞行过程中舵机承受的铰链力矩,是舵机测试和半实物仿真的关键设备之一。论文分析了电动负载模拟器的组成及工作原理,建立了数字仿真模型,详细分析了电动负载模拟器的特点,通过采用力变化速度反馈改善了系统的阻尼特性,设计了基于偏差最优的PID控制器,并基于不变性原理对舵机运动进行补偿,实现了电动负载模拟器的快速、高精度控制,最后通过仿真验证了控制系统设计的正确性。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 PID控制 不变性原理

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导弹尾翼电动负载模拟器快速终端滑模控制 被引量：7

3

作者 林辉 吕帅帅 +1 位作者 陈晓雷 李兵强 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期22-28,共7页

针对永磁同步电机驱动的导弹尾翼电动负载模拟器存在的高阶非线性及参数时变问题,提出一种基于反演设计的快速终端滑模控制方法.建立电动负载模拟器系统的状态空间模型,将建模误差及参数摄动视为未知扰动项,基于反演控制的设计思想,将... 针对永磁同步电机驱动的导弹尾翼电动负载模拟器存在的高阶非线性及参数时变问题,提出一种基于反演设计的快速终端滑模控制方法.建立电动负载模拟器系统的状态空间模型,将建模误差及参数摄动视为未知扰动项,基于反演控制的设计思想,将系统模型划分为3个子系统,采用快速终端滑模方法设计控制律,使跟踪误差在有限时间内收敛到零.然后应用Lyapunov方法证明了闭环系统的渐进稳定性及有限时间收敛特性,最后通过试验验证了该控制策略的有效性.与PI+前馈补偿控制策略相比,该方法能够更好地抑制系统中的多余力矩,提高了电动加载系统的力矩加载精度,同时有效提高了加载系统的鲁棒性. 展开更多

关键词 电动负载模拟器 永磁同步电机 快速终端滑模控制 反演控制 有限时间控制 导弹尾翼

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一种引入位置比例控制提高电动负载模拟器性能的控制系统设计方法 被引量：7

4

作者 郭行 陈康 +1 位作者 孙力 闫杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期235-239,共5页

仔细分析了电动负载模拟器的工作原理及多余力矩的产生机理,建立了电动负载模拟器的数学模型,在被动加载的情况下,提出了采用位置比例控制与角速度前馈补偿两种方法共同抑制多余力矩,设计了包含位置比例控制+角速度前馈补偿+力矩闭环控... 仔细分析了电动负载模拟器的工作原理及多余力矩的产生机理,建立了电动负载模拟器的数学模型,在被动加载的情况下,提出了采用位置比例控制与角速度前馈补偿两种方法共同抑制多余力矩,设计了包含位置比例控制+角速度前馈补偿+力矩闭环控制的三回路控制系统,进一步提高了电动负载模拟器的控制精度并展宽了力矩加载频带,使得电动负载模拟器的加载频带提高到了25 Hz以上。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 多余力矩 位置比例控制 加载频带

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电动负载模拟器的同步控制研究 被引量：10

5

作者 黄勇 孙力 闫杰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期42-44,共3页

提出电动负载模拟器一种新的控制策略,目的是解决舵机运动带来的强扰动致使电动负载模拟器的跟踪速度和精度下降的问题。方法是在进行力矩控制的同时,将舵机和电动负载器的运动信息引入到控制系统中,使加载电机在进行力矩跟踪的同时同... 提出电动负载模拟器一种新的控制策略,目的是解决舵机运动带来的强扰动致使电动负载模拟器的跟踪速度和精度下降的问题。方法是在进行力矩控制的同时,将舵机和电动负载器的运动信息引入到控制系统中,使加载电机在进行力矩跟踪的同时同步跟踪舵机运动。仿真和试验结果表明:该方法使得闭环系统的静差小于1%,并且其正弦响应在12Hz时的幅差小于10%,相差小于10°。因此,该策略可以满足目前电动负载模拟器的工程使用需求。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 同步控制 仿真 试验

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连接刚度对电动负载模拟器性能的影响 被引量：6

6

作者 黄勇 孙力 阎杰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S7期170-173,共4页

介绍了电动负载模拟器的结构,并建立其数学模型;分析了连接刚度对系统性能的影响,主要包括:系统稳定性、机械谐振和多余力矩等;最后,对数学模型进行了数字仿真,仿真结果表明在满足系统稳定性和机械谐振频率要求的条件下,适当降低连接刚... 介绍了电动负载模拟器的结构,并建立其数学模型;分析了连接刚度对系统性能的影响,主要包括:系统稳定性、机械谐振和多余力矩等;最后,对数学模型进行了数字仿真,仿真结果表明在满足系统稳定性和机械谐振频率要求的条件下,适当降低连接刚度有利于系统的调节和性能改善。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 连接刚度 机械谐振 稳定性 多余力矩

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弹簧杆刚度对电动负载模拟器的性能影响研究 被引量：6

7

作者 符文星 朱苏朋 孙力 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期286-288,共3页

弹簧杆刚度是影响电动负载模拟器加载精度和快速性的重要因素。文中介绍了电动负载模拟器的结构组成,并基于电动负载模拟器数学模型,从电动负载模拟器控制器参数、加载动态性能和多余力矩的影响三个方面研究分析了弹簧杆刚度变化对系统... 弹簧杆刚度是影响电动负载模拟器加载精度和快速性的重要因素。文中介绍了电动负载模拟器的结构组成,并基于电动负载模拟器数学模型,从电动负载模拟器控制器参数、加载动态性能和多余力矩的影响三个方面研究分析了弹簧杆刚度变化对系统性能的影响。计算结果表明弹簧杆刚度增大会导致系统快速性降低、多余力矩增加,所以工程应用时一般选取弹簧秆刚度略大于系统最大加载梯度即可。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 弹簧杆 多余力矩

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基于遗传算法的电动负载模拟器ITAE控制器设计和仿真 被引量：3

8

作者 黄勇 于云峰 孙力 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1521-1525,共5页

在电动负载模拟器(ELS)的控制系统设计过程中,其优化控制参数一般需通过大量试验来确定。本文根据ELS的工作原理建立了其执行机构的数学模型,并分析了连接刚度参数对系统性能的影响,指出在满足系统闭环响应技术指标条件下,应选择低的连... 在电动负载模拟器(ELS)的控制系统设计过程中,其优化控制参数一般需通过大量试验来确定。本文根据ELS的工作原理建立了其执行机构的数学模型,并分析了连接刚度参数对系统性能的影响,指出在满足系统闭环响应技术指标条件下,应选择低的连接刚度;结合加载梯度参数,选择适当的连接刚度,设计了ELS的复合控制器结构,并采用遗传算法对复合控制器中的各控制参数按ITAE准则进行了寻优,获得了复合控制器参数。仿真和试验结果表明:在该控制器作用下,闭环系统的静差小于0.5%,并且其正弦响应在10Hz时的幅差小于10%,相差小于10deg。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 连接刚度 加载梯度 ITAE准则 遗传算法

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电动负载模拟器扰动观测器系统化设计 被引量：9

9

作者 方强 姚郁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期349-353,共5页

提出了一种通过参数化进行混合灵敏度优化的扰动观测器(DOB)设计方法,并应用于电动负载模拟器(EALS),解决了舵机运动扰动对EALS力矩伺服精度的影响问题.将Q-滤波器设计与混合灵敏度优化问题分开考虑,并给出了DOB的系统化设计律,保证了... 提出了一种通过参数化进行混合灵敏度优化的扰动观测器(DOB)设计方法,并应用于电动负载模拟器(EALS),解决了舵机运动扰动对EALS力矩伺服精度的影响问题.将Q-滤波器设计与混合灵敏度优化问题分开考虑,并给出了DOB的系统化设计律,保证了系统的鲁棒性和DOB的最优性,该方法能应用于不稳定系统的设计.实际系统试验结果验证了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 扰动观测器(DOB) 混合灵敏度优化 电动负载模拟器(EALS)

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基于改进补偿控制策略的电动负载模拟器设计 被引量：2

10

作者 李瑞 王明艳 张奥扬 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2013年第2期68-70,78,共4页

负载模拟器可以模拟飞行器飞行过程中受到的空气力矩,是重要的半实物仿真设备之一。针对电动负载模拟器存在的多余力矩,且严重影响了加载精度和系统的稳定性,通过在加载系统的基本结构和原理上,对加载系统进行建模,分析常规补偿法的局限... 负载模拟器可以模拟飞行器飞行过程中受到的空气力矩,是重要的半实物仿真设备之一。针对电动负载模拟器存在的多余力矩,且严重影响了加载精度和系统的稳定性,通过在加载系统的基本结构和原理上,对加载系统进行建模,分析常规补偿法的局限性,提出改进的补偿方法,并用复合控制策略来设计控制系统。仿真结果表明,此方法能够大幅度消除多余力矩,且在工程中有一定的可行性。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 多余力矩 前馈控制 补偿控制

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电动负载模拟器的CMAC神经网络复合控制 被引量：9

11

作者 刘伟杰 王志胜 甄子洋 《电光与控制》 北大核心 2009年第9期89-91,96,共4页

为增强电动负载模拟器的自适应能力以抵抗系统的非线性、时变参数及运动扰动的影响,提出利用小脑模型神经网络(CMAC)与PID的并联进行控制与调节的控制方法。利用PID控制保证系统的初始稳定性,在小脑模型神经网络引入速度信号和误差信号... 为增强电动负载模拟器的自适应能力以抵抗系统的非线性、时变参数及运动扰动的影响,提出利用小脑模型神经网络(CMAC)与PID的并联进行控制与调节的控制方法。利用PID控制保证系统的初始稳定性,在小脑模型神经网络引入速度信号和误差信号构成二维参考输入,使系统具有很好的自适应消扰能力,减小了多余力矩的影响。仿真证明了该方法的可行性和有效性,收到了很好的控制效果。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 神经网络控制 智能PID 多余力矩

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CMAC改进算法在电动负载模拟器的应用 被引量：7

12

作者 王刚 李建府 朱荣刚 《电光与控制》 北大核心 2011年第4期72-76,共5页

在电动负载模拟器的控制系统设计中,其参数优化一般需要大量试验。根据负载模拟器的工作原理建立了伺服电机的数学模型,在分析CMAC神经网络控制结构的基础上,引入了更新系数和补偿环节,提出了一种基于CMAC神经网络的改进算法,对各控制... 在电动负载模拟器的控制系统设计中,其参数优化一般需要大量试验。根据负载模拟器的工作原理建立了伺服电机的数学模型,在分析CMAC神经网络控制结构的基础上,引入了更新系数和补偿环节,提出了一种基于CMAC神经网络的改进算法,对各控制参数进行了寻优,获得了参数的选择域。通过对系统的数字仿真表明,该方法可稳定地跟踪非线性输入,尤其在大角度高速下加载效果良好,满足项目精度性能要求,对负载梯度和频率变化具有自适应能力。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 CMAC神经网络 参数最优 自适应

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电动负载模拟器的非线性因素分析及补偿 被引量：5

13

作者 付梦瑶 杨瑞峰 +2 位作者 郭晨霞 张鹏 张新华 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第1期96-101,共6页

为提高电动负载模拟器系统的动态性能和信号跟踪准确度,提出针对系统摩擦非线性和间隙非线性进行补偿的方法。分析系统存在的非线性因素及其对系统造成的影响,在此基础上建立其非线性数学模型。采用基于小波神经网络的PID控制器实现摩... 为提高电动负载模拟器系统的动态性能和信号跟踪准确度,提出针对系统摩擦非线性和间隙非线性进行补偿的方法。分析系统存在的非线性因素及其对系统造成的影响,在此基础上建立其非线性数学模型。采用基于小波神经网络的PID控制器实现摩擦非线性补偿,同时利用间隙逆模型针对间隙非线性进行补偿。利用Matlab软件对补偿结果进行仿真验证,仿真结果显示经过补偿后系统正弦响应曲线跟随性能变好,跟踪误差明显减小,准确度得到很大改善。仿真结果证明:基于小波神经网络的PID控制器和间隙逆模型分别对摩擦非线性和间隙非线性有明显的抑制效果,系统动态性能得到提高。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 非线性 摩擦补偿 神经网络

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基于遗传优化RBF神经网络的电动负载模拟器控制 被引量：5

14

作者 魏全增 陈机林 +1 位作者 高强 王超 《现代电子技术》 北大核心 2015年第21期113-117,共5页

针对炮控系统电动负载模拟器存在的摩擦、间隙、弹性形变、对象参数时变和位置扰动等复杂非线性,传统的控制方法难以得到良好的动静态性能指标。结合电动负载模拟器系统组成和工作原理,建立了加载数学模型,利用炮控系统位置控制信号进... 针对炮控系统电动负载模拟器存在的摩擦、间隙、弹性形变、对象参数时变和位置扰动等复杂非线性,传统的控制方法难以得到良好的动静态性能指标。结合电动负载模拟器系统组成和工作原理,建立了加载数学模型,利用炮控系统位置控制信号进行前馈补偿,设计了RBF神经网络控制器,并采用改进遗传算法对控制器的权值、节点和中心矢量等参数进行优化。实验结果表明:该控制策略能够有效抑制多余力矩,保证了系统静、动态加载时的控制精度和稳定性。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 RBF神经网络 遗传算法 多余力矩

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电动负载模拟器的复合控制策略研究 被引量：3

15

作者 任玉凯 杨瑞峰 +2 位作者 郭晨霞 张鹏 张新华 《中国测试》 CAS 北大核心 2015年第4期98-101,共4页

为提高电动负载模拟器的加载性能,该文在分析电动负载模拟器的结构组成和工作原理的基础上,建立系统的数学模型。针对加载过程中存在的加载误差以及多余力矩问题,采用PID控制与舵机指令直接前馈控制的复合控制方法对舵机负载模拟系统进... 为提高电动负载模拟器的加载性能,该文在分析电动负载模拟器的结构组成和工作原理的基础上,建立系统的数学模型。针对加载过程中存在的加载误差以及多余力矩问题,采用PID控制与舵机指令直接前馈控制的复合控制方法对舵机负载模拟系统进行校正,实现电动负载模拟器的快速、高精度控制。最后对校正后的系统进行仿真分析,验证该方法的可靠性,具有较高的工程实用价值。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 多余力矩 复合控制 仿真分析

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电动负载模拟器广义连接刚度测试系统研究 被引量：2

16

作者 张旭 杨瑞峰 +1 位作者 张鹏 郭晨霞 《中国测试》 CAS 北大核心 2017年第3期69-73,共5页

为提高电动负载模拟器的动态性能和加载精度,针对广义连接刚度对系统的动态响应、加载精度和稳定性的影响,设计一种广义连接刚度测试系统,在构建系统的硬件结构和软件功能的基础上,结合广义连接刚度的计算方法及影响因素,提出一种通过... 为提高电动负载模拟器的动态性能和加载精度,针对广义连接刚度对系统的动态响应、加载精度和稳定性的影响,设计一种广义连接刚度测试系统,在构建系统的硬件结构和软件功能的基础上,结合广义连接刚度的计算方法及影响因素,提出一种通过调整弹性杆刚度确定最佳广义连接刚度的方法,并对多余力矩、机械谐振、动态特性等影响因素及最佳广义连接刚度进行定量分析。实验结果表明:测试系统功能完善,测试结果准确。另外,在系统获得最佳广义连接刚度时,系统加载曲线与指令曲线完全重合,明显消除多余力矩对系统的干扰,为动态测试舵机性能提供先决条件。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 广义连接刚度 多余力矩 弹性杆

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电动负载模拟器的自适应模糊PI控制策略 被引量：4

17

作者 贾东旭 刘梁 徐照平 《上海航天（中英文）》 CSCD 2021年第5期131-137,共7页

针对电动负载模拟器中存在的多余力矩问题以及不确定性因素对系统性能的影响问题,设计了一种自适应模糊PI控制策略。首先,通过分析电动负载模拟器的组成及工作原理,得到了其数学模型,基于模型分析了多余力矩的产生原因以及系统中存在的... 针对电动负载模拟器中存在的多余力矩问题以及不确定性因素对系统性能的影响问题,设计了一种自适应模糊PI控制策略。首先,通过分析电动负载模拟器的组成及工作原理,得到了其数学模型,基于模型分析了多余力矩的产生原因以及系统中存在的不确定因素,分析了系统特性;其次,设计了力矩微分负反馈校正环节和自适应模糊PI控制器,并通过引入前馈补偿法,实现了对多余力矩进一步的抑制;然后,应用Matlab软件,仿真了所设计自适应模糊PI控制器的有效性,仿真结果表明该控制策略可将多余力矩抑制在99%以上,系统在8 Hz正弦力矩信号加载下的幅差小于10%,相差小于10°;最后,在搭建的实验平台上进行了验证,结果表明多余力矩抑制率能达到85%以上,且动态加载能满足“双十”指标。因此,该控制方法可有效抑制多余力矩,使系统具有良好的动态跟踪性能。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 多余力矩 力矩微分负反馈 模糊PI控制器

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基于双回路控制的电动负载模拟器研究

18

作者 税洋 尉建利 闫杰 《航空工程进展》 CSCD 2017年第4期388-393,共6页

电动舵机负载模拟器可在实验条件下模拟飞行器飞行过程中舵机受到的空气动力铰链力矩,是半实物仿真的重要设备。在介绍电动负载模拟器研究进展并指出目前伺服系统研究所面临的难题的基础上,以改善系统动态频响为目标,设计基于双回路电... 电动舵机负载模拟器可在实验条件下模拟飞行器飞行过程中舵机受到的空气动力铰链力矩,是半实物仿真的重要设备。在介绍电动负载模拟器研究进展并指出目前伺服系统研究所面临的难题的基础上,以改善系统动态频响为目标,设计基于双回路电机的加载方案并建立双回路系统的数学模型;通过系统仿真,分析系统输出力矩对指令力矩的跟踪能力,验证数学模型的准确性。结果表明:双回路方案有效地抑制了系统多余力,其工作频带在舵机扰动的情况下仍可达35 Hz,为电动负载模拟器提供了一种频带更高、匹配性更好的实现方案。 展开更多

关键词 电动负载模拟器 双回路电机 多余力 高频带 “双十”指标

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电动负载模拟器加载系统动态特性分析 被引量：2

19

作者 刘伟良 杨瑞峰 +1 位作者 郭晨霞 葛双超 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第3期236-242,共7页

加载系统对电动负载模拟器的稳定性、加载精度、响应速度等特性具有重要的影响,为了解其动态特性,建立了系统的有限元模型和数学模型,通过模态分析得到系统的固有频率及振型;改变系统中弹簧杆的刚度,得到弹簧杆刚度与固有频率和系统的关... 加载系统对电动负载模拟器的稳定性、加载精度、响应速度等特性具有重要的影响,为了解其动态特性,建立了系统的有限元模型和数学模型,通过模态分析得到系统的固有频率及振型;改变系统中弹簧杆的刚度,得到弹簧杆刚度与固有频率和系统的关系.结果表明:在系统的前6阶模态中,其振型主要是绕Z轴的扭转和摆动振型,且幅值最大部分主要是两个联轴器和弹簧杆;弹簧杆刚度越大,系统固有频率越大,系统的频宽越宽,响应速度越快,但会造成系统机械谐振,多余力矩增加,影响系统的稳定性,设计弹簧杆刚度的时候需要综合考虑系统稳定性、响应速度和多余力矩影响. 展开更多

关键词 电动负载模拟器 模态分析 固有频率 弹簧杆

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基于H_∞控制理论的电动负载模拟器多余力矩抑制 被引量：1

20

作者 朱光华 韩山 +1 位作者 闵斌 余祖铸 《上海航天》 2012年第2期23-27,共5页

为抑制由舵机主动运动产生的多余力矩以实现负载台的恒力矩加载,基于理论建模和频响辨识建立了系统数学模型,用H∞控制方法抑制多余力矩,设计了H∞控制器。仿真和实验结果证明此种抑制多余力矩方法有效。

关键词 电动负载模拟器 多余力矩 系统建模 H∞控制

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