摘要：电静液作动器(EHA)能够实现故障安全,不存在机械卡死等,在大功率的场合功重比优势明显,因此可应用到飞机主舵面的伺服控制系统中。介绍EHA的组成、工作原理和功能组件的作用,详细推导了EHA伺服作动系统三环闭环控制情况下的数学模型,并在此基础上进行频域分析,设计伺服回路参数,在AMESim仿真平台上搭建了EHA伺服作动系统的仿真模型。利用推导的EHA数学建模方法可实现EHA作动伺服回路参数的设计,同时还可实现EHA作动器关键参数敏感度分析;利用给出的仿真分析方法可在EHA设计初期验证EHA伺服作动系统的性能,为作动器的实物设计提供理论基础。

摘要：设计了一种磁致伸缩轴向双柱塞泵驱动的作动器,并提出了一种新型的主动配流阀,以双磁致伸缩泵为核心动力元件,组成电静液作动系统,实现了作动器的双向连续位移输出。通过建立作动器系统各部分的数学模型,从原理上分析作动器的输出特性。搭建实验平台测试并验证了作动器在相同转速不同相位角下的流量输出特性。通过数学模型与实验的对比,预测了在不同管路长度下作动器的输出特性变化规律。实验结果表明,在驱动频率180 Hz下,最大输出流量可达2.7 L/min。

摘要：为进行新型机载电静液作动系统方案的评价,提出了一种机电一体化产品方案设计的综合评价方法。该方法综合运用多学科优化设计和质量功能部署技术,引入了系统设计结构矩阵和部件参数关系矩阵的概念,设计了基于多学科、多目标的综合评价函数,并结合两种实际的机载电静液作动系统方案及其主要参数,得出了与实际情况吻合的综合评价结果。该方法在产品设计和方案评价中具有良好的应用价值。

摘要：针对多种类型作动器的伺服控制系统,分析其系统结构,设计出一种基于实时系统的柔性通用设计平台,该平台可快速实现EHV、DDV式作动器、EHA以及电动作动器的伺服控制,以及作动器各项参数的自动测试,为作动器伺服控制律调试以及作动器自身参数测试提供了一种有效途径。

摘要：针对电静液作动器(EHA)功率密度高、工况复杂、元件集成度高、故障种类多的特点,设计了一种基于自适应神经网络鲁棒观测器的电静液作动器故障诊断与容错控制器。对模型的内部状态提出一种鲁棒观测器进行观测,对液压系统弹性模量等不确定性设计参数自适应率进行估计,对摩擦扰动等非线性设计径向基函数(RBF)神经网络予以逼近。通过前馈补偿的方法对故障和参数不确定性进行补偿,同时针对系统其他扰动设计鲁棒项加以克服。利用Lyapunov稳定性定理证明了所提出的控制器在存在故障的情况下可以实现系统的有界稳定。联合仿真结果表明:相对于传统的比例、积分、微分控制器(PID)和自适应鲁棒控制器(ARC),所提出的控制器具有更高的控制精度与鲁棒性。

摘要：伺服电机泵是电静液作动器的核心动力和控制部组件,其制约了作动器的极限输出性能。国际知名液压技术研究机构,如穆格、派克等,已推出了用于航空航天和高端民用装备的系列产品。近年来,中国多个科研机构及高等院校对高性能伺服电机泵开展了多方面技术研究,取得了一些突破性的进展,但关键技术仍不成熟。从航空航天应用特点出发,结合机器人、航海以及工业设备等多个领域,对高性能伺服电机泵相关研究进行了综述,总结了其发展和应用情况,分析了其在高端应用场景下的高功密、高动态、长寿命、低噪音和智能化等关键性能需求,基于此讨论了其在机理研究、设计理论和组件强化等方面的技术难点,为高性能电静液作动和核心部组件技术的进步提供支撑。

摘要：为了解决电静液作动器(EHA)动态响应特性难以达到飞控系统要求的问题,设计了位置、转速及电流三闭环负反馈串级连接控制方案,提出了利用自适应遗传算法(AGA)对控制器参数优化方法。首先,建立了系统数学模型,在带限幅输出的转速与电流PI调节器中加入积分分离项以避免饱和;其次,考虑到标准遗传算法(SGA)早熟收敛与计算效率低,对交叉与变异概率采取随种群自适应变化策略,使用精度更高的实数编码,分析系统性能指标要求后在ITAE中引入适当加权的上升时间与调节器输出并采用惩罚功能以约束超调量;最后,通过MATLAB跨空间参数组的传递将算法与Simulink模型有机地结合起来完成了PID参数整定过程,使系统上升时间减少到0.083 s、超调量减小到4.76%、调节时间减少到0.318 s。实验结果表明,利用AGA优化后的控制器能有效地提高EHA系统的快速性、精确度与稳定性。

摘要：为能够准确预测超磁致伸缩电静液作动器(M-EHA)的动态输出特性,提出一种考虑流体体积模量和密度变化的非线性动力学建模方法。采用Jiles-Atherton磁滞模型对超磁致伸缩材料的本征非线性进行描述,并通过整流阀振动方程、流量方程、管路压降方程和液压缸动力学方程对流体整体传动特性进行建模。为研究流体体积模量和密度变化的影响,将流体有效体积模量处理为压力的函数,并结合电液模拟理论研究了管路中流体的可压缩性、惯性以及黏性对于M-EHA输出性能的影响,最终建立了其非线性动力学模型。采用4阶龙格库塔法对模型进行迭代求解,并结合试验对比分析,研究了驱动频率、偏置压力以及负载与作动系统输出性能之间的关系。研究结果表明,作动系统输出性能随驱动频率呈双峰变化趋势,且随着偏置压力增加,峰值频率上升,在2.6 MPa偏压时,达到最佳输出水平,为高性能M-EHA的设计开发与优化奠定了理论基础。

摘要：为了解决机载电静液作动器(EHA)响应速度与作动效率难以兼顾的问题,设计了一种泵阀协调控制的EHA并利用MATLAB/Simulink软件进行了建模与仿真分析。首先结合典型的变转速定排量EHA与直接驱动阀,阐述了系统的结构组成与工作原理,提出了根据飞行任务阶段不同而互为备份的3种工作模式;然后考虑到系统的复杂性与非线性,分别建立了泵控与阀控模式下的数学模型;最后根据某型飞行控制系统的性能要求,设计了系统的控制器并进行了仿真实验。结果表明,泵阀协调控制EHA具有较高的精确度和稳定性,同时阀控模式下系统的动态响应特性要明显优于泵控模式。

摘要：在多电飞机应用环境中,由于电静液作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,以下简称EHA)系统本身的强非线性与承载交变动载荷的不确定性,简单PID控制无法达到理想控制效果。提出了滑模-PID复合控制,电机电流环和转速环构成控制系统内环,以PI控制器实现电机调速;作动筒位置环为外环,以滑模控制提升系统的快速性和鲁棒性。建立了EHA数学模型,并设计了滑模控制器结构。仿真结果表明,滑模-PID复合控制方法能有效地消除超调和减小跟随误差,实现对EHA位置的精确控制。