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《EHA反饋線性化最優(yōu)滑模面雙模糊滑模控制》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2016年7月北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)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??刂茝堈?,李海軍1’+,諸德放2(1.海軍航空工程學(xué)院兵器科學(xué)與技術(shù)系,煙臺(tái)264001;2.空軍勤務(wù)學(xué)院航空彈藥系,徐州221000)摘要:為提高
2、電靜液作動(dòng)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(chǔ)上建立線性切換函數(shù),并采用最優(yōu)控制理論對(duì)切換函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。為削弱抖振將模糊控制算法引入滑模控制中,采用一個(gè)模糊控制器,根據(jù)最優(yōu)滑模函數(shù)運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)值對(duì)切換控制增益進(jìn)行估計(jì);采用另一個(gè)模糊控制器,根據(jù)滑??刂圃韺?duì)切換控制項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整。仿真結(jié)果證明了該方法的有效性。關(guān)鍵詞:電靜液作動(dòng)器(EHA);反饋線性化;滑??刂?;最優(yōu)控制;模糊控制中圖分類號(hào):THl37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
3、1001-5965(2016)07.1398-08多/全電飛機(jī)是現(xiàn)代飛機(jī)的一個(gè)新興發(fā)展方向,其作動(dòng)系統(tǒng)將采取新型功率電傳作動(dòng)器,而電靜液作動(dòng)器(Electro—HydrostaticActuator,EHA)是其實(shí)現(xiàn)的一種重要形式¨圳。與傳統(tǒng)作動(dòng)器相比,EHA具有占用空間小、效率高等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)其是一種強(qiáng)非線性的電液位置伺服系統(tǒng),存在參數(shù)時(shí)變性及外界干擾的不確定性,這些都嚴(yán)重影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。為提高EHA動(dòng)態(tài)性能,許多學(xué)者基于非線性控制理論來(lái)設(shè)計(jì)其控制器,如滑模變結(jié)構(gòu)控制舊71、自適應(yīng)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(jié)構(gòu)控制由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且對(duì)系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)和外界擾動(dòng)強(qiáng)魯棒性而深受重視¨“。對(duì)非線性系統(tǒng)而言,在設(shè)計(jì)滑模變結(jié)構(gòu)控制器時(shí),應(yīng)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(jié)構(gòu)控制由于其本質(zhì)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(fù)擔(dān),而且有可能使系統(tǒng)跟蹤誤差在零點(diǎn)附近產(chǎn)生抖動(dòng),從而增大穩(wěn)態(tài)誤差,有時(shí)甚至?xí)斐上到y(tǒng)的不穩(wěn)定¨31。反饋線性化是一種非線性控制設(shè)計(jì)方法,其基本思想是:通過(guò)適當(dāng)?shù)姆蔷€性狀態(tài)變換和反饋?zhàn)儞Q,使非線性系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全部或部分的精
5、確線性化,以方便應(yīng)用熟知的線性控制方法進(jìn)行設(shè)計(jì),但其需要精確的模型信息,無(wú)法克服干擾,魯棒性較差?;谝陨显?,本文以EHA為研究對(duì)象,將反饋線性化與滑模變結(jié)構(gòu)控制相結(jié)合:一方面利用滑模變結(jié)構(gòu)對(duì)外界干擾強(qiáng)魯棒性特點(diǎn),減弱反饋線性化對(duì)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(yīng)用線性理論來(lái)改善其動(dòng)態(tài)性能;同時(shí)引入了模糊控制算法來(lái)削弱系統(tǒng)的抖振。最后,對(duì)EHA的跟蹤控制進(jìn)行了仿真,通過(guò)仿真驗(yàn)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(luò)出版時(shí)間:2015—10-1416:22網(wǎng)絡(luò)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(xué)學(xué)報(bào),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(duì)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(dòng)力源為永磁同步電
8、機(jī)。EHA控制器為液壓泵內(nèi)、外泄漏系數(shù);Pm。為液壓管路通過(guò)比較指令位移與實(shí)際位移的大小,來(lái)改變壓降。電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,從而達(dá)到控制作動(dòng)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(guān),根據(jù)Darcy管流動(dòng)方程,其與流量的關(guān)?瓜饋系近似為1、,侈’z髓圖l