基于自抗扰控制器的电动缸载荷系统研究

《基于自抗扰控制器的电动缸载荷系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于自抗扰控制器的电动缸载荷系统研究摘要：针对航空飞行器关键部件疲劳性能评价试验系统准确模拟极端条件下载荷谱的要求，在电动缸载荷系统中通过设计自抗扰控制器（ADRC）估计系统的状态信息和扰动信息，解决在极端条件、无扰动数学模型条件下对规定载荷谱的精确控制问题；解决因极端条件变化带来的扰动和系统不确定性导致的系统稳定性问题。通过仿真试验，电动缸加载三阶系统的力闭环自抗扰控制系统在外部条件相同的条件下，自抗扰控制器的控制效果优于PID控制，响应速度更快，抗系统扰动能力更强，满足伺服电动缸加载控制系统加载精

2、度高、试验评价系统载荷谱重复及一致性精度高的要求。中国8/vie　　关键词：电动缸加载；自抗扰控制；载荷谱；力闭环　　中图分类号：TN964?34文献标识码：A：1004?373X（2017）05?0143?04　　Abstract：Tosimulatetheloadspectrumofthefatigueperformanceevaluationtestsystemoftheaircraft′skeyponentsunderextremecondition，theactivedisturbancer

3、ejectioncontroller（ADRC）oftheelectriccylinderloadingsystematethesystemstatuesinformationanddisturbanceinformation，solvetheaccuracycontrolproblemoftheloadspectrumundertheextremeconditionorundisturbedmathematicalmodelcondition，systemstabilityproblemcaused

4、bytheuncertainsystemanddisturbancecausedbythechangedextremecondition.Theresultsofsimulationexperimentshoantidisturbancecapabilityisstrongerunderthesameexternalconditions，andthecontrollercanmeettherequirementsofthehighloadingaccuracyoftheservoelectriccyl

5、inderloadingcontrolsystem，andhighloadspectrumrepeatabilityandconsistencyoftheexperimentevaluationsystem.　　Key；forceclosedloop　　0引言　　航空飞行器关键部件疲劳性能评价试验系统机用于对飞行器关键部件装机性能和装机寿命进行试验与评价，需要模拟实际飞行工控和载荷谱的准确控制。由于试验系统的结构和极端工作条件的要求，载荷谱动态、长时间连续的模拟控制采用伺服电动缸系统实现。目前伺服电动

6、缸加载系统主要存在的问题是：由于环境温度的极端变化导致物理传动结构变形而产生的非线性控制问题，被控对象的控制特性变化大等因素导致系统载荷控制精度低甚至出现较大的不稳定工作区；同时试验系统被测部件的周期运动也会引入较大的负载扰动，如负载端在有载情况下以一定频率往复摆动引起的负载扰动影响，形成一定的载荷波动。而上述这些扰动难以通过建立精确的数学模型进行扰动补偿控制；另一方面，当设定压力值较大时，系统存在响应速度和超调的相互矛盾，容易引起��加载系统的冲击，甚至破坏机械系统。　　自抗扰控制技术不依赖于系统扰

7、动的精确数学模型，通过设计扩张状态观测器ESO，估计系统的状态信息和扰动信息，解决无扰动数学模型的抗干扰控制问题。通过提出设计跟踪微分器TD，提取输入信号和其微分信号，安排阶跃输入的过程，解决响应速度和超调的控制矛盾问题[1]。本文将自抗扰控制技术运用于电动缸加载控制系统中，使其作用于系统的力闭环，改善系统的响应特性，补偿系统因负载扰动带来的加载误差，优化了控制效果。　　1电动缸载荷系统模型分析　　电动缸载荷系统由伺服电动缸、弹性环节、压力传感器和负载杆端关节轴承试件组成，其中负载杆端关节轴承的内环可

8、以沿着加载轴垂直方向在一定频率和角度内摆动，其简易结构如图1所示。　　由以上分析可以看出被控对象为三阶系统。　　2自抗扰控制器　　自抗扰控制器ADRC一般由三部分组成：用微分跟踪器TD提取输入信号的微分信号，给出合适的过渡阶段；用扩张状态观测器ESO估计被控对象的状态信息和系统总和扰动信息；用线性误差反馈控制律LSEF根据给定信号和估计状态之间的误差[e]决定控制规律[4][u0，]并结合扰动估计值补偿得到最终控制量[u。]本文控制三阶对象的系统框图如图