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《飛機(jī)液壓系統(tǒng)流量壓力負(fù)載模擬.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、航空學(xué)報(bào)ActaAerOnauticaetAstrOnauticaSinicaJuIy252011V乩32No．71357—1370ISSN1000—6893CN11—1929／VhttD：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn文章編號：1000一6893(2011)07—1357—14飛機(jī)液壓系統(tǒng)流量壓力負(fù)載模擬江輝軍1’*，安玉嬌2，袁朝輝31．中航工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院飛控液壓所，陜西西安7100892．中國飛行試驗(yàn)研究院飛機(jī)所，陜西西安7100893．西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，陜西西安710072摘
2、要：流量壓力負(fù)載模擬是模擬飛機(jī)各個(gè)液壓功能子系統(tǒng)工作時(shí)所需要流量和壓力的半物理仿真。闡述了飛機(jī)流量壓力負(fù)載模擬的工作原理和控制難點(diǎn)，推導(dǎo)了流量壓力控制閥的數(shù)學(xué)模型以及試驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并做了合理的線性化，采用智能模糊PI控制算法設(shè)計(jì)控制器，在MATLAB中對算法進(jìn)行了仿真，并應(yīng)用在實(shí)際工程中。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明，該控制算法有效，流量壓力負(fù)載模擬系統(tǒng)滿足飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)對飛機(jī)各個(gè)液壓用戶流量壓力負(fù)載模擬的要求。關(guān)鍵詞：液壓能源；流量；壓力；模擬；模糊算法}飛機(jī)；泵中圖分類號：V216．8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A設(shè)計(jì)飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)初期方案時(shí)，
3、需要對液壓能源系統(tǒng)做原理驗(yàn)證試驗(yàn)，可靠性試驗(yàn)及系統(tǒng)的穩(wěn)定性、匹配性、相容性等試驗(yàn)[1。2]。之前這些試驗(yàn)多數(shù)是通過設(shè)計(jì)地面液壓子系統(tǒng)來驗(yàn)證液壓能源系統(tǒng)，但設(shè)計(jì)這樣的液壓子系統(tǒng)(比如飛機(jī)剎車控制系統(tǒng)、起落架控制系統(tǒng)、飛機(jī)舵面操縱子系統(tǒng))將會花費(fèi)大量時(shí)間、人力和財(cái)力。隨著液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)或選用結(jié)構(gòu)合適的節(jié)流閥和優(yōu)化控制算法，可以巧妙設(shè)計(jì)飛機(jī)流量壓力模擬裝置，它能模擬飛機(jī)液壓功能子系統(tǒng)所需的流量壓力曲線。相對于地面半物理仿真的液壓功能子系統(tǒng)，它具有體積小、模擬流量壓力曲線能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)耗費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)。它的設(shè)計(jì)是飛機(jī)液壓能源
4、系統(tǒng)原理驗(yàn)證和方案優(yōu)化試驗(yàn)仿真思路的創(chuàng)新。從檢索文獻(xiàn)來看，國內(nèi)外對飛機(jī)液壓流量壓力模擬子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)資料少之又少，多數(shù)采用液壓功能子系統(tǒng)來滿足設(shè)計(jì)要求。西安某研究院的科研人員對飛機(jī)流量壓力模擬子系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)探索，設(shè)計(jì)的模擬系統(tǒng)的模擬范圍較窄，模擬的最小流量為6L／min，動態(tài)性能較差，帶寬接近1Hz，不能滿足飛行控制系統(tǒng)以及某些小流量負(fù)載的模擬要求。飛機(jī)流量壓力模擬系統(tǒng)是復(fù)雜的電液伺服系統(tǒng)，非線性主要體現(xiàn)在電液伺服閥的節(jié)流特性方面，系統(tǒng)不確定性主要體現(xiàn)在部分系統(tǒng)參數(shù)不易確定或隨工作條件變化而變化方面[3巧]。航空液壓泵的調(diào)壓機(jī)構(gòu)存在
5、非線性，插裝式比例節(jié)流閥的先導(dǎo)級和主閥芯級存在非線性；而且試驗(yàn)系統(tǒng)的液壓元件隨著油液溫度的變化和受外部干擾因素的影響，其特性參數(shù)或結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變。系統(tǒng)本身存在非線性和時(shí)變性[6棚]。非線性系統(tǒng)的常收稿日期：2們0．”．01；退修日期：2010．12-02；錄用日期：20”．01-23；網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2011-02-1209：57：35網(wǎng)絡(luò)出版地址：www．cnkj怕t／kcms／detail／11．1929．V．20”0212．0957．000．htmID創(chuàng)：CNKI：11-1929／V．20”0212．0957．000基金項(xiàng)目：國
6、家級項(xiàng)目*通訊作者．Tel．：029—86832711E帥¨：eIeven0215@163．oom萼
7、焉格武t江輝軍。安玉矯。袁朝輝．飛機(jī)液壓系統(tǒng)流t壓力負(fù)載模擬[JI．航空學(xué)報(bào)．2011-32(7)：1357·1370．JIangHu．j∞．An、rn—iI∞．Y∞nzhohu
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11、csystem【J]．AclaAer∞釧tI∞etAsH∞autlcasinlca．2011。32(7)t1357-1370．學(xué)報(bào)JuIy252們1VoI．32No．7總不能使這種系統(tǒng)
12、獲得滿意的控制效果。模糊(Fuzzy)控制具有響應(yīng)快、抑制擾動能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但存在靜態(tài)性能不夠、需要豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的缺點(diǎn)n弘15]。本文結(jié)合它們的優(yōu)點(diǎn)，考慮到它們在工程中易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)模糊PID并應(yīng)用于實(shí)際非線性時(shí)變系統(tǒng)中，用來獲得滿意的快速穩(wěn)定跟蹤。飛機(jī)流量壓力模擬子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其在飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)的試驗(yàn)應(yīng)用的思想創(chuàng)新，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模推導(dǎo)新穎，算法在航空液壓伺服控制方面得到應(yīng)用。本文所做工作對液壓能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)具有重要的參考和工程價(jià)值。1系統(tǒng)工作原理飛機(jī)流量壓力模擬系統(tǒng)的工作原理如圖1所示，此系統(tǒng)具有手動調(diào)節(jié)和自動控
13、制兩個(gè)模式。采用自動控制模式時(shí)，手動節(jié)流閥關(guān)閉，通過控制節(jié)流閥的開口大小來實(shí)現(xiàn)流量壓力的模擬，流量和壓力分別由流量計(jì)和壓力傳感器獲得，反饋到控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制。采用手動模式時(shí)，電磁閥或節(jié)流閥完全關(guān)閉，通過旋轉(zhuǎn)手動節(jié)流閥的手柄調(diào)節(jié)過
