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《EHA反饋線性化最優(yōu)滑模面雙模糊滑??刂啤酚蓵T上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、2016年7月北京航空航天大學學報July2016第42卷第7期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01.42No.7http://bhxb.buaa.edu.cnjbuaa@buaa.edu.cnDOI:10.13700/j.bh.1001.5965.2015.0454EHA反饋線性化最優(yōu)滑模面雙模糊滑模控制張振1,李海軍1’+,諸德放2(1.海軍航空工程學院兵器科學與技術系,煙臺264001;2.空軍勤務學院航空彈藥系,徐州221000)摘要:為提高
2、電靜液作動器(EHA)控制性能,提出了一種反饋線性化最優(yōu)滑模面的雙模糊滑??刂品椒?。該方法在EHA的非線性模型上,利用反饋線性化方法將其線性化,在此基礎上建立線性切換函數(shù),并采用最優(yōu)控制理論對切換函數(shù)進行設計。為削弱抖振將模糊控制算法引入滑??刂浦校捎靡粋€模糊控制器,根據(jù)最優(yōu)滑模函數(shù)運動特性的數(shù)值對切換控制增益進行估計;采用另一個模糊控制器,根據(jù)滑??刂圃韺η袚Q控制項進行調整。仿真結果證明了該方法的有效性。關鍵詞:電靜液作動器(EHA);反饋線性化;滑??刂?;最優(yōu)控制;模糊控制中圖分類號:THl37文獻標識碼:A文章編號:
3、1001-5965(2016)07.1398-08多/全電飛機是現(xiàn)代飛機的一個新興發(fā)展方向,其作動系統(tǒng)將采取新型功率電傳作動器,而電靜液作動器(Electro—HydrostaticActuator,EHA)是其實現(xiàn)的一種重要形式¨圳。與傳統(tǒng)作動器相比,EHA具有占用空間小、效率高等優(yōu)點,但同時其是一種強非線性的電液位置伺服系統(tǒng),存在參數(shù)時變性及外界干擾的不確定性,這些都嚴重影響系統(tǒng)的動態(tài)性能。為提高EHA動態(tài)性能,許多學者基于非線性控制理論來設計其控制器,如滑模變結構控制舊71、自適應控制陪101和模糊控制¨¨等,并取得了一
4、定的成果。在這些非線性控制策略中,滑模變結構控制由于設計簡單且對系統(tǒng)參數(shù)攝動和外界擾動強魯棒性而深受重視¨“。對非線性系統(tǒng)而言,在設計滑模變結構控制器時,應取非線性的切換函數(shù),但目前大多采用線性的切換函數(shù),這將降低系統(tǒng)的控制性能,且滑模變結構控制由于其本質上的不連續(xù)特性將引起系統(tǒng)的抖振,這種抖振不僅增加了控制器的負擔,而且有可能使系統(tǒng)跟蹤誤差在零點附近產(chǎn)生抖動,從而增大穩(wěn)態(tài)誤差,有時甚至會造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定¨31。反饋線性化是一種非線性控制設計方法,其基本思想是:通過適當?shù)姆蔷€性狀態(tài)變換和反饋變換,使非線性系統(tǒng)實現(xiàn)全部或部分的精
5、確線性化,以方便應用熟知的線性控制方法進行設計,但其需要精確的模型信息,無法克服干擾,魯棒性較差。基于以上原因,本文以EHA為研究對象,將反饋線性化與滑模變結構控制相結合:一方面利用滑模變結構對外界干擾強魯棒性特點,減弱反饋線性化對精確模型的依賴,以提高EHA控制系統(tǒng)的魯棒性;另一方面將EHA的非線性模型反饋線性化后,可建立線性滑模切換函數(shù),并應用線性理論來改善其動態(tài)性能;同時引入了模糊控制算法來削弱系統(tǒng)的抖振。最后,對EHA的跟蹤控制進行了仿真,通過仿真驗證了本文所提方法的有效性。1EHA非線性建模1.1系統(tǒng)描述EHA系統(tǒng)組
6、成原理如圖1所示,該系統(tǒng)執(zhí)收稿日期:2015-07-07;錄用13期:2015-09—11;網(wǎng)絡出版時間:2015—10-1416:22網(wǎng)絡出版地址:WWW.cnki.net/kcms/detail/11.2625.V.20151014.1622.011.html}通訊作者:Tel.:13081617309E-mail:li_haijun@sohu.corn引用格式:張振,李海軍,諸德放.EHA反饋線性化最優(yōu)滑模面雙模糊滑??刂脾鬔.北京航空航天大學學報,2016,42(7J:1398-1405.ZHANGZ.LIHJ,ZHU
7、DF.DoublefuzzyslidingmodecontrolforEHAbasedOHfeedbacklinearizationoptimalslidingsnr-faceⅣJ.JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,2016,42f7):1398·1405(inChinese).第7期張振,等:EHA反饋線性化最優(yōu)滑模面雙模糊滑??刂?399行元件為對稱雙作用液壓缸,液壓泵為雙向定積;盧。為液壓油等效容積彈性模數(shù);f、£。分別排量泵,動力源為永磁同步電
8、機。EHA控制器為液壓泵內、外泄漏系數(shù);Pm。為液壓管路通過比較指令位移與實際位移的大小,來改變壓降。電機的轉速和轉向,從而達到控制作動器位移在式(4)中,液壓管路壓降PPiP。大小與流量的目的。大小有關,根據(jù)Darcy管流動方程,其與流量的關?瓜饋系近似為1、,侈’z髓圖l