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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
助力器作为直升机旋翼操纵系统的液压执行机构，直接关系到旋翼桨叶的操纵性能，因此，助力器跟踪指令的性能和承受桨叶气动载荷的扰动能力对直升机的操纵性能具有重要的影响。根据直升机旋翼操纵控制气动载荷的特点编制相应的载荷谱，根据飞行员操纵控制助力器的特点编制相应的运动谱，然后在电液加载系统上对助力器施加模拟的气动载荷以考核助力器的控制性能。本文就针对合作单位要求，研制了直升机桨距调节助力器电液加载系统。 电液加载系统的功能是在地面实验室条件下，能够经济、有效地模拟飞行器在飞行过程中所受到的桨叶气动载荷，以完成对助力器系统性能的检测。通过电液加载系统模拟助力器在飞行中的负载状态，对助力器的性能进行反复的测试和实验以获得实验数据判断其性能优劣，以进行重新设计与改进，达到飞行器总体对助力器系统的技术指标要求。因此，电液加载系统性能优劣直接关系到仿真和测试试验的可靠性与置信度，是保证直升机助力器控制系统性能测试的基础。随着新一代舰载直升机对助力器操纵系统要求性能的提高，迫切需要开发研制能承受高频动载和大静载叠加的助力器操纵系统，和检验助力器性能的高性能电液加载装置。电液加载系统作为典型的位置扰动式力伺服系统已经经过了几十年的发展历程，在动力执行机构的设计和机械结构方面已经比较成熟，但其中一些理论题目的研究还不完善，传统基于线性系统理论的控制方案对于现代的高性能要求已难以满足要求。现代控制理论特别是鲁棒控制为我们设计新型控制器提供了新的思路，计算机控制技术的发展也为先进控制算法的实现提供了硬件条件。本论文正是面对这些挑战和机遇、根据实际工程和理论的需要进行研究的。本文在以下几个方面进行了开创性的工作。 针对所研究的电液加载系统，从助力器输入操纵杆位置伺服系统和伺服加载系统的分析入手，分别建立了伺服操纵系统的数学模型和伺服加载系统的数学模型。并对伺服加载系统数学模型进行了分析和简化。 加载系统最难解决的题目就是如何减小多余力，这也是评价加载系统品质的一个重要指标，因此如何通过控制策略来减小多余力是关键题目之一。论文分析了产生多余力产生的机理和影响多余力的因素，证明了多余力和助力器速度有关，利用这一结论大大提高了消扰效果。 由于伺服操纵系统中存在着结构参数难以精确获取和伺服阀负载流量非线性等不确定性因素，采用传统的经典控制理论设计出的控制器难以奏效，为此研究了基于H∞理论的伺服操纵系统的鲁棒控制策略。通过选择适当的权函数，利用混合灵敏度的方法设计，然后采用基于线性矩阵不等式的算法求解鲁棒控制器。文中给出了使用鲁棒力控制器的实验结果，结果证明所设计鲁棒力控制器的有效性和优越性。 电液加载系统是一个强耦合的机电液复合系统。液压伺服系统本身是时变非线性系统，许多参数是随工作状态和时间而变化的，如有效体积弹性模数、油的黏度等都会随油液温度变化而变化；液压系统存在模型变动；加载缸的泄漏系数、机构阻尼、伺服阀的流量压力系数等会随工作状态而变化；传感器噪声等干扰也会对力伺服控制回路产生影响。通过综合考虑模型变动、参数变化和外来干扰等不确定性的影响，提出了伺服加载系统的μ综合法鲁棒控制策略；研究主要内容包括系统性能权函数的选择、不确定性权函数的选择和鲁棒μ综合力控制器的设计等题目。在具体设计中，引入虚拟不确定性块，并利用D-K迭代法求解鲁棒μ综合力控制器；并通过μ分析使用鲁棒力控制器时系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能。仿真和试验表明，被控系统对参数变化和负载变化有很强的鲁棒性，从而所设计鲁棒力控制器的有效性和优越性。 利用数字控制可靠性高、抗干扰能力强、易于实现复杂的控制算法和控制规律修改方面等优点，为全面提高电液加载系统性能指标，所设计的电液加载控制系统采用了数字式控制实现方式。文中讨论了电液加载系统的系统组成、主要调理电路和驱动电路的设计和基于Windows+RTX的实时控制系统的控制软件设计方法。结合所开发的实时加载系统进行了某助力器的性能测试。给出了系统各项性能指标的测试方法、测量结果以及测试结论。测试结果表明系统满足设计指标要求，而且已成功地应用于实际系统。 论文最后给出了全文的主要结论及今后进一步的研究工作展望。 |
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发表于 2022-5-25 12:21:59
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