电动负载模拟器

摘要： 为了解决多余力矩对电动负载模拟器强干扰,影响加载指令跟踪精度的问题,论文将基于蚁群优化的PID控制方法用于加载电机控制器的设计.首先在分析加载电机结构以及工作原理的基础上建立了电动加载系统的数学模型,并利用结构不变性原理进行前馈补偿推导;其次针对常规PID控制器无法通过变参数来应对复杂的非线性环境的问题,提出了一种基于蚁群算法优化PID控制器参数的复合控制策略;最后通过仿真验证了该控制策略在对多余力矩消除上要优于常规的PID控制.

摘要： 针对飞机舵机电动负载模拟器存在多余力矩、摩擦及外部扰动等非线性干扰问题,重建飞机舵机电动负载模拟器数学模型,提出一种基于非线性干扰观测器的新趋近律滑模补偿控制.一方面,建立基于LuGre模型的摩擦观测器,通过反演法设计滑模控制器以补偿摩擦干扰、抑制多余力矩,同时设计新趋近律以减轻滑模抖振、缩短收敛时间;另一方面,设计非线性干扰观测器对外部扰动进行实时观测,以达到控制补偿目的.仿真实验发现,在20 Hz条件下,系统力矩输出幅值差为0.2％,相位差为0.04％,表明所设计控制器能够抑制多余力矩、减轻摩擦及外部扰动影响,有效提高系统跟踪精度.

摘要： 针对飞机舵机电动负载模拟器存在工作性能差的问题,提出了基于永磁同步电机的复合控制策略.该方法在负载模拟器数学模型中引入力矩速度反馈环节,再结合模糊积分滑模控制与扰动观测器对永磁同步电机调速控制器进行设计.MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法不仅提高了负载模拟器的加载精度、响应速度,而且能够保证系统的稳定性和鲁棒性.

摘要： 针对电动负载模拟器中存在的多余力矩问题以及不确定性因素对系统性能的影响问题,设计了一种自适应模糊PI控制策略。首先,通过分析电动负载模拟器的组成及工作原理,得到了其数学模型,基于模型分析了多余力矩的产生原因以及系统中存在的不确定因素,分析了系统特性;其次,设计了力矩微分负反馈校正环节和自适应模糊PI控制器,并通过引入前馈补偿法,实现了对多余力矩进一步的抑制;然后,应用Matlab软件,仿真了所设计自适应模糊PI控制器的有效性,仿真结果表明该控制策略可将多余力矩抑制在99%以上,系统在8 Hz正弦力矩信号加载下的幅差小于10%,相差小于10°;最后,在搭建的实验平台上进行了验证,结果表明多余力矩抑制率能达到85%以上,且动态加载能满足“双十”指标。因此,该控制方法可有效抑制多余力矩,使系统具有良好的动态跟踪性能。

摘要： 针对电动负载模拟器中存在的多余力矩问题以及不确定性因素对系统性能的影响问题,设计了一种自适应模糊PI控制策略。首先,通过分析电动负载模拟器的组成及工作原理,得到了其数学模型,基于模型分析了多余力矩的产生原因以及系统中存在的不确定因素,分析了系统特性;其次,设计了力矩微分负反馈校正环节和自适应模糊PI控制器,并通过引入前馈补偿法,实现了对多余力矩进一步的抑制;然后,应用Matlab软件,仿真了所设计自适应模糊PI控制器的有效性,仿真结果表明该控制策略可将多余力矩抑制在99%以上,系统在8 Hz正弦力矩信号加载下的幅差小于10%,相差小于10°;最后,在搭建的实验平台上进行了验证,结果表明多余力矩抑制率能达到85%以上,且动态加载能满足“双十”指标。因此,该控制方法可有效抑制多余力矩,使系统具有良好的动态跟踪性能。

摘要： 为实现电动负载模拟器的高精度控制,针对负载模拟器运行中受到的摩擦力影响问题,提出基于改进布谷鸟算法(improved cuckoo search algorithm,简称ICSA)的摩擦模型参数辨识方法.首先,搭建了电动负载模拟器试验样机,建立了动力学数学模型,并引入一种连续摩擦模型代替传统不连续摩擦模型;其次,将布谷鸟算法(cuckoo search algorithm,简称CSA)进行改进,在辨识中自动调整判定概率和步长的数值,提高了收敛速度和收敛精度;然后,通过逐点试验的方法得到了负载模拟器角速度范围为[-1,1]rad/s的摩擦力数据,并利用ICSA算法对摩擦力模型进行辨识;最后,进行了验证试验.试验结果表明:ICSA算法能准确快速地辨识出连续摩擦模型的6个参数,且收敛速度快、准确性高;当迭代达到最大迭代次数时,ICSA算法的目标函数值较CSA算法减小了45.2％.

摘要： For the electric load simulator, the torque transfer system has an important influence on the stability, loading accuracy and speed-of-response.In order to understand its dynamic characteristics, the finite element model of the system and mathematical model was established, and the natural frequency and mode shape of the system were obtained by modal analysis.The relationship between the stiffness of the spring rod, the natural frequency and the system were got through changing the stiffness of the spring rod.The results show that the mode shape is mainly the torsional and oscillating mode around the Zaxis, and the largest part of the amplitude is two couplings and spring rod in the first 6 modes of the system.With the increasing of stiffness of the elastic rod, the natural frequency, bandwidth and speedof-response are improved, but it will cause mechanical resonance of system and the excess torque, which will affect the stability of system, so it is necessary to consider the system stability, speed-of-response and excess torque when designing the stiffness of the spring rod.%加载系统对电动负载模拟器的稳定性、加载精度、响应速度等特性具有重要的影响, 为了解其动态特性, 建立了系统的有限元模型和数学模型, 通过模态分析得到系统的固有频率及振型;改变系统中弹簧杆的刚度, 得到弹簧杆刚度与固有频率和系统的关系.结果表明:在系统的前6阶模态中, 其振型主要是绕Z轴的扭转和摆动振型, 且幅值最大部分主要是两个联轴器和弹簧杆;弹簧杆刚度越大, 系统固有频率越大, 系统的频宽越宽, 响应速度越快, 但会造成系统机械谐振, 多余力矩增加, 影响系统的稳定性, 设计弹簧杆刚度的时候需要综合考虑系统稳定性、响应速度和多余力矩影响.

摘要： 论文阐述了电动负载模拟器的原理以及在飞行器地面半实物仿真系统中的作用,介绍了电动负载模拟器的发展过程.总结了目前电动负载模拟器研究中面临的两个关键控制问题,即提高系统频率特性和提高扰动抑制能力.从经典控制方法、基于补偿的控制方法、自适应控制方法、鲁棒控制方法等几方面归纳电动负载模拟器控制方法的发展情况,然后介绍了电动负载模拟器控制方法的研究现状.

摘要： 分析了电动负载模拟器的结构及工作原理，考虑舵机对加载系统的影响，建立了负载模拟器系统的数学模型。根据负载模拟器的主要控制问题，采用内模控制方法设计了內模控制器抑制多余力矩，采用混合灵敏度方法设计了串联控制器使系统达到闭环带宽要求。最后进行了相关仿真实验，结果表明所采用的控制方法能较好的抑制多余力矩同时具有较好的鲁棒性。

摘要： 以永磁同步伺服电机直接驱动的电动负载模拟器为研究对象,建立电动负载模拟器的数学模型.分析电动负载模拟器中加载电机和舵机之间的耦合关系以及多余力矩的产生机理,得出多余力矩与舵机的速度直接相关,并提出用速度闭环补偿来消除电动负载模拟器的多余力矩.针对电动负载模拟器的高频响要求和各种非线性因素,研究非均匀隶属度函数的模糊控制,并通过指数切换将模糊控制和PID控制相结合,避免切换时控制输出的突变.系统实验结果验证了采用速度闭环补偿和改进型模糊-PID控制方法的电动负载模拟器具有优良的性能.

摘要： 介绍了采用永磁同步电机(PMSM)的电动负载模拟器(ESLS)的系统结构,并与液压负载模拟器(HLS)对比分析了电动负载模拟器的优缺点.对电动负载模拟器的多余力的产生机理及补偿进行分析,并进行了建模仿真验证.

摘要： 电动负载模拟器在许多方面比其他形式的负载模拟器更有优越性.文章对电气伺服形式的电动负载模拟器进行了探讨,提出了系统的结构,给出了适于电动负载模拟器控制的方法——回归神经网络实时学习控制方法.对某型号舵系统的加载试验结果验证了系统结构和控制方法的合理性.

摘要： 本发明公开了一种用负载模拟器检测振动控制动态范围的方法，包括以下步骤：(1)设计负载模拟器；(2)连接振动控制器、负载模拟器和振动测量系统；(3)检测振动控制动态范围。本发明还公开了一种检测振动控制动态范围的负载模拟器，包括微分电路、二阶振荡电路和陷波器，所述微分电路的信号输入端输入振动控制器的输出信号，所述微分电路的信号输出端与所述二阶振荡电路的信号输入端连接，所述二阶振荡电路的信号输出端与所述陷波器的信号输入端连接，所述陷波器的信号输出端输出测量信号。采用本发明检测振动控制动态范围，能够模拟振动台工作的真实振动情况，测得的控制动态范围指标更具有实际意义，而且本发明操作简单、调试方便。

摘要： 本发明提供了一种负载模拟方法、变频器、负载模拟器及静止变频启动系统，静止变频启动系统包括变频器、负载模拟器、上位机、同步电机、异步电机、励磁设备、PLC，填补了现有技术中的空白，对燃气发电机的静止变频启动系统的开发和应用具备重要的支撑和指导作用。本发明中的负载模拟器能够根据燃气轮机的转矩‑转速曲线实时调节，提高了负载模拟的灵活性和控制精度；本发明设备结构简单，控制方式灵活，响应速度快，用于模拟燃气发电机启动过程中的轴系力矩，并实现四象限平滑调节，可以为燃气发电机启动过程的研发及调试提供燃机轴系力矩模拟手段，使得试验过程中摆脱汽机、叶轮等庞大设备，提高实验效率和实验数据精度。

摘要： 本发明公开了一种电动直线负载模拟器，包括定子、动子、位移传感器、拉压力传感器、支撑板和平台底座。通过环路中电流的闭环控制来控制动子在磁场受到的洛伦兹力大小，以此实现负载力的加载功能，其具备较高的动态响应速度。同时利用拉压力传感器实现负载力的闭环控制，可以有效消除多余力，提高载荷谱跟踪精度。本发明适用于多种直线运动承载对象，具备恒定力、阶跃变化力和线性变化力等不同形式的加载功能，此外还具有结构简单、成本低、维护方便等优势。

摘要： 本发明公开了一种用负载模拟器检测振动控制动态范围的方法，包括以下步骤：(1)设计负载模拟器；(2)连接振动控制器、负载模拟器和振动测量系统；(3)检测振动控制动态范围。本发明还公开了一种检测振动控制动态范围的负载模拟器，包括微分电路、二阶振荡电路和陷波器，所述微分电路的信号输入端输入振动控制器的输出信号，所述微分电路的信号输出端与所述二阶振荡电路的信号输入端连接，所述二阶振荡电路的信号输出端与所述陷波器的信号输入端连接，所述陷波器的信号输出端输出测量信号。采用本发明检测振动控制动态范围，能够模拟振动台工作的真实振动情况，测得的控制动态范围指标更具有实际意义，而且本发明操作简单、调试方便。

摘要： 本发明提供了一种负载模拟方法、变频器、负载模拟器及静止变频启动系统，静止变频启动系统包括变频器、负载模拟器、上位机、同步电机、异步电机、励磁设备、PLC，填补了现有技术中的空白，对燃气发电机的静止变频启动系统的开发和应用具备重要的支撑和指导作用。本发明中的负载模拟器能够根据燃气轮机的转矩‑转速曲线实时调节，提高了负载模拟的灵活性和控制精度；本发明设备结构简单，控制方式灵活，响应速度快，用于模拟燃气发电机启动过程中的轴系力矩，并实现四象限平滑调节，可以为燃气发电机启动过程的研发及调试提供燃机轴系力矩模拟手段，使得试验过程中摆脱汽机、叶轮等庞大设备，提高实验效率和实验数据精度。

摘要： 本实用新型涉及汽车制动领域，具体公开了一种踏感模拟器及带有该踏感模拟器的电动助力器，该踏感模拟器包括壳体，设于壳体内能够往复运动的活塞，固定安装于壳体内壁的霍尔芯片，及固定安装于活塞内长条状的磁石；活塞往复运动的方向和磁石的长度方向一致，磁石的长度与活塞往复运动的行程范围所匹配，霍尔芯片与磁石之间具有固定的垂直距离，霍尔芯片电连接于制动系统的控制器。本实用新型将踏板行程传感器集成于踏感模拟器内部，具体将磁石安装于活塞内，不会改变活塞与磁石构成的整体结构的外部形状，能够通过霍尔芯片准确的检测出制动踏板的行程，捕捉驾驶员制动意图的同时，能够避免磁石的安装对电动助力器的体积以及性能产生影响。

摘要： 本实用新型公开了电动舵机负载模拟器,包括后部信息采集板，后部信息采集板右侧末端连接挡板，挡板由低密度铝合金锻造而成，挡板表面安置观察窗，后部信息采集板正后方左部安置输出电流检测孔，后部信息采集板正后方右部设有输出电压检测孔，后部信息采集板前侧壁安装RIAATL型电控箱，RIAATL型电控箱下方设置电流转换箱，电流转换箱右部设有总数据模拟器，总数据模拟器右侧连接动作采集箱，动作采集箱与总数据模拟器导线连接，总数据模拟器正上方设有伸缩调节杆，该种电动舵机负载模拟器在工作时高帧摄像机和总数据模拟器，可以同时进行动作观察和机器的内部模拟两项操作，节省了工作时间，大大缩短了模拟周期。

摘要： 本发明提供一种双电机加载机构电动负载模拟器，本发明的目的是解决现有的电动负载模拟器存在的实用范围小、系统精度低的技术问题，本发明，包括控制器、两个电机驱动器、两个力矩电机、两个齿式离合器、扭矩合成装置、扭矩传感器和角度传感器，所述电机驱动器通过电缆与力矩电机的控制端连接，力矩电机的输出轴与齿式离合器输入端连接，齿式离合器输出端与扭矩合成装置的一个输入轴连接；所述的扭矩传感器、角度传感器设在扭矩合成装置输出轴上，控制器分别与两个电机驱动器、两个齿式离合器、扭矩传感器和角度传感器电气连接。本发明具有能够有效的抑制多余力矩、并能够快速响应和能够配合多个输入装置实用的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于负反馈校正的电动负载模拟器的控制方法，首先建立电动负载模拟器系统的数学模型；然后对所建立的电动负载模拟器系统进行稳定性分析：如果系统不稳定，则需对系统校正；如果系统稳定，但加载带宽不满足加载要求，仍需要对系统进行校正；再对电动负载模拟器系统进行校正；最后引入模糊控制，设计自适应模糊PI控制器，通过自整定PI控制器的比例系数K

摘要： 一种电动负载模拟器，包括：主控计算机、运动控制卡、力矩电机、弹簧杆、电动缸、扭矩传感器、旋转编码器、拉压力传感器、舵机，结构轴部分，电机轴的一端和电机内的夹紧装置联接另一端联接外部的联轴器，工装轴一端与舵机轴相连，另一端与相邻的轴通过联轴器连接。针对舵机在空气中所受的不同载荷，提出了一种扭矩和弯矩可以同时加载的复合力加载系统并给出了系统的总体方案，使得系统在满足实际要求的前提下达到最优。