电动负载模拟器的控制系统研究

摘要

负载模拟器是用来模拟飞行器在运动过程中舵面所受的空气动力矩，是进行地面半实物仿真的重要设备。由于对飞行器控制性能和机动性能提出了优化，设计相应的加载系统时在频率响应和加载精度等方面也提出了高指标。论文对电动负载模拟器做了较深入的分析和研究，提出了一些有效的控制方法。
　　负载模拟器在加载过程中存在多余力矩，这严重影响了系统的稳定性和加载精度。通过分析电动负载模拟器的基本结构和工作原理，考虑舵机干扰的影响，建立加载系统的数学模型，分析了多余力矩产生的机理。设计前馈结构补偿环节直接消除干扰影响，并分析常规补偿策略的不足之处，提出改进的结构不变性补偿方法，微分环节阶数能够降低，物理实现比较容易。当系统建模不够精确、系统受到非线性因素的影响，参数发生变化时，系统性能将得不到保证，前馈控制器能够消除舵机干扰的影响，但不能提高加载系统的动态性能；而自适应控制可以实现系统的准确跟踪，但不能排除扰动。因此，为了克服系统单独采用一种方法的局限性，提出了利用复合控制方法来设计控制系统，仿真结果表明，该控制策略能够有效消除多余力矩，提高加载系统的动态性能。

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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 发展概况和关键技术问题

1.3 控制策略的研究现状及分析1.3.1 控制策略分析

1.4 论文研究内容

第2章 电动负载模拟器的模型建立及特性分析

2.1 负载模拟器的基本结构

2.2 负载模拟器的工作原理

2.3 负载模拟器的机理模型2.3.1 舵机系统模型

2.4 多余力矩和系统因素影响2.4.1 多余力矩产生机理

第3章 系统控制器设计

3.1 系统稳定性分析

3.2 弹性环节对加载系统性能影响

3.3 系统PID控制器设计及校正

3.4 控制系统仿真

第4章 多余力矩抑制的补偿策略

4.1 抑制多余力矩的补偿策略

4.2 改进的结构补偿设计

4.3 系统不确定因素分析

第5章 基于自适应复合控制策略电动加载系统设计

5.1 自适应控制原理

5.2 自适应控制方法5.2.1 控制结构设计

5.3 复合控制结构设计

5.4 控制系统仿真分析

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢