[發(fā)明專利]運(yùn)動動態(tài)加載方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811098221.1
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109188893B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚耀星
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航辰機(jī)載智能系統(tǒng)科技有限公司
• 主分類號: G05B5/01
• 分類號: G05B5/01;G05D27/02
• 代理公司: 北京鼎承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 夏華棟;顧可嘉

本公開提供一種運(yùn)動動態(tài)加載方法，包括以下步驟：(1)對加載系統(tǒng)的系統(tǒng)阻尼進(jìn)行估計；(2)根據(jù)步驟(1)系統(tǒng)阻尼的估計值對所述系統(tǒng)阻尼進(jìn)行控制。本公開的運(yùn)動動態(tài)加載方法對加載系統(tǒng)的阻尼進(jìn)行閉環(huán)控制，使得加載系統(tǒng)時刻能夠維持在阻尼最佳狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于伺服控制領(lǐng)域，具體涉及一種可在伺服系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)力矩控制/位置控制同時實現(xiàn)系統(tǒng)阻尼比優(yōu)化的運(yùn)動動態(tài)加載方法，可提高加載系統(tǒng)的加載精度與快速性，改善系統(tǒng)性能。

背景技術(shù)

伺服系統(tǒng)又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確跟隨或復(fù)現(xiàn)某施力或位置控制的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。

加載設(shè)備是檢測和評價導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)性能的主要高精尖試驗設(shè)備，是一種典型的伺服系統(tǒng)，它的任務(wù)是及時、準(zhǔn)確地跟蹤由飛行器六自由度模型和風(fēng)洞實驗數(shù)據(jù)所生成的氣動力矩載荷譜，模擬導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)在真實工況下承受的氣動力矩載荷。與過去的自破壞性全實物試驗相比，以負(fù)載模擬器為核心的飛行器地面半實物仿真平臺，不僅為實際飛行提供了充分的技術(shù)支持和實驗數(shù)據(jù)、為飛行器的改進(jìn)和再設(shè)計提供各種參考依據(jù)，還有效縮短了系統(tǒng)的研制周期，節(jié)約了開發(fā)成本，具有重大經(jīng)濟(jì)價值和國防戰(zhàn)略意義。

根據(jù)加載系統(tǒng)的能源類型的不同，加載設(shè)備可以分為三類：電液負(fù)載模擬器、電動負(fù)載模擬器以及氣動負(fù)載模擬器。隨著我國航空航天技術(shù)的進(jìn)步以及國防現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，在飛行器和武器系統(tǒng)的研發(fā)過程中，被測飛行器及其部件性能的不斷提升，動態(tài)頻響越來越快，這對其作為測試設(shè)備的性能提出了更高的要求。

在眾多技術(shù)要求中，加載精度是加載系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)，而系統(tǒng)阻尼比是影響加載精度的關(guān)鍵參數(shù)之一。以液壓伺服系統(tǒng)為例，液壓阻尼比表示系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，而它卻是一個在實際工程中難以直接獲取的變量之一，對液壓伺服系統(tǒng)而言零位阻尼比小，阻尼變化范圍大，是該伺服系統(tǒng)的一個特點(diǎn)。一般液壓伺服系統(tǒng)是低阻尼的，負(fù)載模擬器也不例外，一般不超過0.3，利用傳統(tǒng)的控制方法經(jīng)常會造成超調(diào)，影響系統(tǒng)的快速性，降低加載精度，所以提高液壓阻尼比對改善系統(tǒng)是十分重要的；而電機(jī)加載系統(tǒng)也經(jīng)常由于摩擦等因素，阻尼過大或過小，造成系統(tǒng)響應(yīng)不能滿足要求。

眾所周知，在工程實際中分析和設(shè)計控制系統(tǒng)，常常把二階系統(tǒng)的響應(yīng)特性視為一種基準(zhǔn)，因為大多實際系統(tǒng)可近似為二階系統(tǒng)，一般高階系統(tǒng)也都按照一定的簡化原則使之降階，用二階系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析設(shè)計和校正，對于二階系統(tǒng)而言，當(dāng)系統(tǒng)的阻尼為0.707左右時，系統(tǒng)能夠獲得最優(yōu)的階躍響應(yīng)，而階躍響應(yīng)是控制系統(tǒng)中條件最苛刻的控制響應(yīng)之一，所以如果能通過某種運(yùn)動加載方式將系統(tǒng)的阻尼調(diào)整為最佳阻尼，將會給控制帶來很大的便利，進(jìn)而提高伺服系統(tǒng)的精度與快速性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決至少一個上述技術(shù)問題，本公開提供一種運(yùn)動動態(tài)加載方法，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

本公開提供一種運(yùn)動動態(tài)加載方法，包括以下步驟：

(1)對加載系統(tǒng)的系統(tǒng)阻尼進(jìn)行估計；

(2)根據(jù)步驟(1)系統(tǒng)阻尼的估計值對系統(tǒng)阻尼進(jìn)行控制。

根據(jù)本公開的至少一個實施方式，步驟(1)中，使用阻尼估計器對系統(tǒng)阻尼進(jìn)行估計，阻尼估計器通過采集加載系統(tǒng)的輸入信號和加載系統(tǒng)的輸出信號對系統(tǒng)阻尼進(jìn)行估計。

根據(jù)本公開的至少一個實施方式，阻尼估計器通過狀態(tài)觀測方法或者自適應(yīng)方法對系統(tǒng)阻尼進(jìn)行估計。

根據(jù)本公開的至少一個實施方式，步驟(2)中，通過在加載系統(tǒng)中配置可控阻尼部件來對加載系統(tǒng)的系統(tǒng)阻尼進(jìn)行控制。

根據(jù)本公開的至少一個實施方式，可控阻尼部件為可變阻尼結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本公開的至少一個實施方式，通過配置控制器來接收加載系統(tǒng)的輸入信號和阻尼估計器的輸出信號；