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《位置同步补偿克服负载模拟器干扰力矩及提高系统频宽的理论与实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第18卷 第1期1997年1月 JOURNALOFASROONAUTICSJan.1997位置同步补偿克服负载模拟器干扰力矩及提高系统频宽的理论与实验研究张立勋 孟庆鑫(哈尔滨工程大学·机械工程系707信箱·150001)刘庆和 吴盛林(哈尔滨工业大学·机械工程系·150001) 摘 要 本文介绍一种通过位置同步补偿克服飞行器负载模拟器的干扰力矩及提高系统频宽的新方法。建立了位置同步补偿电液负载模拟器的数学模型,并进行了实验分析。关键词 负载模拟器 干扰力矩 同步补偿EXPERIMENTALANDTHEORETICSTUDYONELIMINATINGTHEDISTURBAN
2、CETORQUEANDWIDENINGTHEFREQUENCYBANDWIDTHOFTHELOADSIMULATORUSINGPOSITIONSYNCHROCOMPENSATIONZhangLixunMengQingxin(Dep:707mailbox,MechanicalEngineeringDepartment,HarbinEngineeringUniversity,Harbin,China·150001)LiuQingheWuShenglin(Dep:MechanicalEngineeringDepartment,HarbininstitateofTechnology,H
3、arbin,China·15001)AbstractThisarticleprovidesanewmethodtoeliminatethedisturbancetorgueandwidenthefrequencybandwidthoftheloadsimulatorbyusingpositionsynchrocompensa2tion1Themathematicalmodeloftheeletrohydraulicloadsimulatorwithpositionsychrocom2pensationisbeenmade1Andtheexperimentalanalyseisb
4、eentaken1KeywordsLoadsimulatorDisturbancetorqueSynchroCompensation本文于1995年3月19日收到宇 航 学 报Vol.18No.1第1期张立勋等:位置同步补偿克服负载模拟器干扰力矩及提高系统频宽的理论与实验研究1211 引言电液负载模拟器是模拟飞行器在飞行过程中舵面所受空气动力矩的加载装置,克服干扰力矩及提高力系统的频宽是负载模拟器的关键技术。电液负载模拟器是典型的被动式力伺服系统,干扰力矩是由于承载对象主动运动而引起的,它对加载系统的动态特性影响很大,必须对其进行补偿。在加载过程中,加载马达既要与舵机一起运动,
5、又要为其加载,舵机的主动运动使加载马达两负载腔产生强迫流量,而电液伺服阀在阀芯位置一定时,很小的流量变化就会引起较大的压力变化,这种压力变化产生的输出力矩就是干扰力矩。本文将介绍一种克服干扰力矩的有效方法,图1是负载模拟器的工作原理图。它由模拟舵机、加载马达及位置同步马达等组成。它与通常的负载模拟器的主要区别是在加载马达与基座之间引入了一个位置同步补偿马达。同步马达与舵机受图1 位置同步被偿负载模拟器原理图同一指令控制而同步运动,使原来由加载马达11电位计;21同步伺服马达;31弹簧;承担的加载和运动任务分别由加载马达和同步41加载伺服马达;51力矩传感器;马达来承担,使得作用
6、在加载马达上的位置扰61负载惯量;71负载弹簧;81舵机马达;91电位计;10,11,121伺服放大器。动接近于零,使原来的被动式加载系统近似工作于主动方式,从而消除了干扰力矩的影响。2 位置同步补偿负载模拟器的数学模型由图1列写同步马达和加载马达的流量方程,并列写系统的力平衡方程,整理得到简化后的系统方块图如图2所示。可见系统是一个双输入双输出的系统,位置扰动信号通过G21耦合到力系统,由位置扰动信号而引起的力输出就是干扰力矩。经过位置同步补偿,力系统的位置扰动信号由原来的H0变成了H1图2 简化后系统的方块图-Hf。将图2写成状态空间表达式得:H1G110R110$HG11
7、00G12H1-Hf=+(1)T0G220R22$T0G22G210T$HH010H1=-(2)$TT001T将(2)式代入(1)式,整理得:1+G11R11-G11G12H100HfG11R110H0+=(3)-G22G211+G22R22TG22G210T0G22R22T0若位置同步马达与舵机完全同步运动,则有H1=Hf,(3)式变为H11R11G11(1+G22R22)G11G12G22R22H0=(4)TdetM0R22G22(1+G11R11)T0122宇航学报第18卷其中1+G1
